Morphodynamique des plages sableuses de la mer d’Iroise (Finistère) Aurélie Dehouck

1. Morphodynamique des plages sableuses de la mer d’Iroise (Finistère) Aurélie Dehouck Soutenance de thèse Université de Bretagne Occidentale, 3 octobre 2006

2. Contexte scientifique Observatoire du Domaine Côtier (OSU): acquisition d’une série morphologique (évaluer l’impact de la variabilité naturelle et anthropique des forçages hydro. sur le milieu physique) Stationnarité des houles extrêmes? (WASA, 1998; Goasguen, 2006) Variabilité des vents à Ouessant (Lemasson, 1999; Pirazzoli et al, 2004) ONA+ ONA- Modifié d’après http://www.euronet.nl/

3. Présentation des sites d’étude

4. Présentation des sites d’étude plages de pocheSables fins à grossiers Forte diversité morphologique, pente très variable (selon granulométrie, exposition)

5. Problématique et méthodologie d’acquisition de données Problématique: identifier les forçages hydrodynamiques contrôlant l’évolution morpho-sédimentaire des plages Objectifs: 1- renseigner l’évolution des sites à long terme afin de situer les observations réalisées à court et moyen termes 2- déterminer les tendances actuelles d’évolution de la morphologie en relation avec la variabilité du forçage hydrodynamique 3- identifier les conditions d’agitation sur les plages, les processus hydrodynamiques et les rétroactions morphodynamiques impliqués dans la dynamique des corps sableux.

6. Problématique et méthodologie d’acquisition de données Échelle décennale Analyse diachronique de photos aériennes Échelle saisonnière, annuelle Suivi morphologique (topo+bathy) Échelle événementielle Campagnes de mesures intensives topographiques/hydrodynamiques

7. Analyse diachronique de photos aériennes anciennes: place des observations actuelles dans l’évolution des plages à long terme

8. Variabilité morphologique des estrans • Méthode: levé de profils topographiques (tachéo, DGPS) à une fréquence hebdo à bimensuelle • Traitement des données: • analyse descriptive • analyse volumétrique (bilans sédimentaires 2D) • analyse statistique (Empirical Orthogonal Functions: décomposition de la variabilité des profils en fonctions spatiales et temporelles) modifié d’après Aubrey, 1979

9. Variabilité morphologique des estrans Dehouck and Rihouey, soumis à Cont. Shelf. Res. Série de 84 profils Composantes spatiales Composantes temporelles On retient 3 « modes » ou « fonctions » 1) Profil moyen Progradation à l’échelle pluri-annuelle 2) Dynamique de berme à l’éch. saisonnière 3) Dynamique de barre de swash à l’éch. événementielle Profil moyen

10. berme Porsmilin, 27/10/03 barre de swash Porsmilin, 10/11/04 Variabilité morphologique des estrans

11. Variabilité morphologique des estrans

12. p2 p1 Variabilité morphologique des estrans à dominante longshore Activité événementielle et saisonnière du profil (réflectivité) Échanges sédimentaires longitudinaux (effet de l’obliquité des vagues au rivage)

13. croissants sur les PMVE croissants sur les PMME Variabilité morphologique des estrans à dominante longshore Dynamique du(des) système(s) de croissants de plage

14. Variabilité morphologique des estrans Évolution pluri-annuelle des estrans dominés par une variabilité cross-shore: avancée du profil moyen (accrétion)/ recul (érosion) Pas de tendance sur les estrans dominés par une variabilité longshore

15. Profondeur de fermeture du profil Profondeur de fermeture :- 3 m C.M. (6 levés sur 9 mois) conforme à l’estimation d’Hallermeier (1981) : hl = f(Hs,e;Te)= –2.6 m C.M. Variabilité morphologique de la plage subtidale

16. Barres subtidales Variabilité morphologique de la plage subtidale • variabilité saisonnière du profil subtidal (nb de barres, amplitude, migration,…) • Bilan sédimentaire positif: apport extérieur de matériel • variabilité longitudinale ? • disponibilité sédimentaire ?

17. Campagnes de mesures intensives hydro/morpho Hauteur d’eau (m) Hauteur significative des vagues (m) Courantomètre électro-magnétique (S4) Période des vagues (s) Vitesse du courant cross-shore (m/s) Courantomètre acoustique (Vector) Vitesse du courant longshore (m/s) Dehouck et al, Coastal Dynamics 2005

18. gs~1 gs,b=0.25 Conditions déferlantes gs,b Dehouck et al, 9è Journées Génie Côtier 2006 Conditions non déferlantes Processus hydrodynamiques sur les plages: courants induits par les vagues 3) balance (courant de retour+ déferlantes onshore) + inversion dérive longitudinale 2) courant de retour + dérive longitudinale gs=Hs/h, hauteur relative des vagues, paramètre quantifiant la dissipation de l’énergie des vagues dans les petits fonds 1) courants nuls

19. Processus hydrodynamiques en zone subtidale: courants de marée Hauteur d’eau Hauteur des vagues Contrôle du cycle de marée semi-diurne + VE/ME Courant cross-shore Composante dirigée vers la plage (asymétrie des vagues) pdt les tempêtes Courant longshore

20. Génération d’ondes infragravitaires: implication dans la formation d’une barre de swash 1 2 1) agitation décroissante (Eig=40 à <5% Etot) 2) agitation modérée (Eig=10-20% Etot)

21. Génération d’ondes infragravitaires: implication dans la formation d’une barre de swash Formation barre de swash Temps d’action des processus court Barre d’amplitude limitée Formation barre de swash Temps d’action + long Barre de + grande amplitude • Seuil d’énergie infragravitaire (H> qqs cm) nécessaire au développement d’une barre par les courants de swash • Durée d’action des processus

22. Génération d’ondes infragravitaires: implication dans la formation d’un système rythmique de croissants de plage Dehouck, Norois, sous presse

23. Génération d’ondes infragravitaires: implication dans la formation d’un système rythmique de croissants de plage 1ère phase: destruction du système initial de croissants Pic d’énergie 2nde phase: initialisation et développement d’un nouveau système

24. Onde sub-harm. stationnaire Génération d’ondes infragravitaires: implication dans la formation d’un système rythmique de croissants de plage 1) Observe-t-on une onde sub-harmonique stationnaire (théorie Guza & Inman, 1982)? Onde primaire =houle Onde sub-harm.

25. Génération d’ondes infragravitaires: implication dans la formation d’un système rythmique de croissants de plage 2) Évidences de processus d’auto-organisation (rétroactions courants de swash 3D /morphologie) ? Test de Werner & Fink, 1993 : prédit Lc=12-16 m (Lc,obs=23 m) > négatif, les processus d’auto-org. ne peuvent avoir initié les formes MAIS Modèle de Masselink & Pattiaratchi, 1998: Quantification de la divergence des courants de swash sur les cornes de croissants > Ils participent au développement

26. Génération d’harmoniques en l’absence de barres sableuses Diminution Ts des vagues en zone de surf Pics de vitesse offshore Pics de vitesse longshore

27. Génération d’harmoniques en l’absence de barres sableuses Transfert d’énergie vers les hautes fréquences Harmoniques liées et/ou libres ?

28. Génération d’harmoniques en l’absence de barres sableuses « Déferlante » Plusieurs ondes courtes libérées au déferlement • Mécanisme classique: • - amplification des transferts d’énergie en zone de levée des vagues • libération partielle ou totale des harmoniques au déferlement, en général provoqué par la présence d’une barre sableuse (Masselink, 1998; Sénéchal et al., 2002) • Originalité du contexte morphologique: pas de barre sableuse, seule une rupture de pente en bas d’estran • Perspective de recherche très intéressante (pourvu que les futures campagnes de mesures renseignent la morphologie subtidale!)

29. Conclusions • Variabilité morphologique des plages et en particulier: • l’activité saisonnière du profil, • la dynamique des barres sableuses et croissants de plage à l’échelle événementielle, • l’évolution du profil moyen à l’échelle annuelle. Processus hydrodynamiques : • en zone intertidale, courants induits par les vagues • en zone subtidale, courants de marée Mécanismes complexes de transfert de l’énergie des vagues à l’origine de la génération - des ondes infragravitaires qui sont prépondérantes dans la zone de swash et participent à la formation de certains corps sédimentaires; - des harmoniques dont l’observation est corrélée à des pics de vitesse du courant.

30. Perspectives • Continuité de la série morphologique en mer d’Iroise (impact de la variabilité des forçages hydrodynamiques à long terme) • Cartographie évolutive 3D des plages: suivi morphologique au moyen d’imagerie optique aéroportée (drone) et acoustique (sonar latéral) • Apport p/suivi 2D (ODC): variabilité longitudinale? • Dynamique des barres subtidales (prof. de fermeture, migration offshore, longshore) • Disponibilité sédimentaire en zone littorale (évolution annuelle des plages) Transport sédimentaire: flux en zone intertidale, expérimentation in situ + modélisation (type énergétique), comparaison p/ levés topographiques