Contributions des houles distantes au risque de submersion marine à La Réunion

Contributions of distant-source swells to marine submersion at La Réunion

• Auteur / Autrice : Axelle Gaffet
• Direction : Xavier Bertin, Damien Sous
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Terre, enveloppes fluides
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 27/01/2026
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : EUCLIDE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Littoral, Environnement et sociétés
• Jury : Président / Présidente : Laurent Testut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Bertin, Déborah Idier, France Floc'h, Damien Sous, Swen Jullien
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Déborah Idier, France Floc'h

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation numérique

Outre-mer

Houles distantes

Wave setup

Submersions marines

Numerical modeling

French Overseas

Distant-source swells

Wave setup

Sea submersion

Résumé

Les îles tropicales sont particulièrement exposées aux aléas météo-marins, notamment aux niveaux marins extrêmes qui peuvent être générés par des houles distantes. Dans ce contexte, cette thèse vise à mieux comprendre les processus hydrodynamiques induits par les houles distantes, responsables des niveaux marins extrêmes dans ces environnements insulaires, en combinant modélisation numérique haute résolution, données d’observation et sources historiques. Trois processus principaux sont explorés : La propagation des houles distantes depuis leurs zones de génération jusqu’à la côte ; La contribution du wave setup ; Les ondes infragravitaires (IG) aux niveaux extrêmes. Trois outils de modélisation sont mobilisés : le modèle spectral global WAVEWATCH III, un modèle couplé circulation–vagues (SCHISM-WWM), et le modèle à phase résolue SWASH. Les résultats montrent que le wave setup peut atteindre des valeurs extrêmes (jusqu’à 1,5 m), selon la morphologie du récif et les caractéristiques de la houle. Les IG, quant à elles, induisent des submersions ponctuelles non capturées par les modèles classiques à phase moyennée. Une approche originale de reconstitution des submersions passées, croisant données de mesure et articles de presse, a été mise en place pour estimer l’extension spatiale des événements de 2007 et 2022 à La Réunion, en l’absence de données de mesures permettant de caractériser quantitativement cette extension. Cette thèse montre que seule une approche multi-échelle, combinant données qualitatives et quantitatives, permet de reproduire la complexité des submersions récifales. Les travaux posent les bases pour une future chaîne de modélisation opérationnelle et soulignent l’importance de poursuivre l’instrumentation des littoraux tropicaux, notamment via les données du projet FUTURISKS. Ils ouvrent également des perspectives de transposition vers d’autres territoires insulaires et d’intégration dans des systèmes d’alerte côtière.

Tropical islands are particularly exposed to weather and marine hazards, notably extreme sea levels that can be generated by distant swells. In this context, this thesis aims to better understand the hydrodynamic processes induced by distant swells, which are responsible for extreme sea levels in these island environments, by combining high-resolution numerical modeling, observational data, and historical sources. Three main processes are explored: The propagation of distant swells from their generation areas to the coast; The contribution of wave setup; The role of infragravity (IG) waves in extreme sea levels. Three modeling tools are employed: the global spectral model WAVEWATCH III, a coupled circulation–wave model (SCHISM-WWM), and the phase-resolving model SWASH. Results show that wave setup can reach extreme values (up to 1.5 m), depending on reef morphology and swell characteristics. IG waves, meanwhile, cause localized inundations not captured by classical phase-averaged models. An original approach for reconstructing past inundations, combining measurement data and press reports, was implemented to estimate the spatial extent of the 2007 and 2022 events in La Réunion, in the absence of measurement data allowing a quantitative characterization of this extent. This thesis demonstrates that only a multi-scale approach, combining qualitative and quantitative data, can reproduce the complexity of reef inundations. The work lays the foundation for a future operational modeling chain and highlights the importance of continuing the instrumentation of tropical coastlines, notably through the FUTURISKS project. It also opens perspectives for application to other island territories and integration into coastal early warning systems.