Fiche Résumé 24-LITT-01

Les zones côtières sont de plus en plus vulnérables en raison du changement climatique, ce qui entraîne des risques tels que les submersions côtières ou l'érosion des plages, exacerbés par les activités anthropiques et le réchauffement climatique. Une gestion côtière efficace et des stratégies d'adaptation sont cruciales. Les modèles numériques avancés et la surveillance des tempêtes extrêmes sont essentiels pour une évaluation précise des risques et des systèmes d'alerte précoce. Cette thèse examine les houles extrêmes et les surcotes en Manche, mer située entre la France et l’Angleterre), en intégrant les oscillations climatiques globales et les facteurs hydrodynamiques locaux. Les plages de Normandie, avec leurs morphologies diverses, sont étudiées en utilisant des modèles numériques et des systèmes de surveillance pour comprendre les hydrodynamiques et les risques côtiers.

Les facteurs stochastiques de l’hydrodynamique marin sont explorés en se concentrant sur les variations de la hauteur des houles et du niveau de la mer, analysées à travers des méthodes statistiques et spectrales. Une classification des événements extrêmes typiques dans la Manche est récemment réalisée. Une simulation de 40 ans de données avec une validation par rapport aux mesures de bouées et de marégraphes en Angleterre et en France a été aussi réalisée.

La modélisation numérique pour simuler les dynamiques des houles de tempête sur trois sites côtiers normands, est détaillée et validée en comparant les simulations avec les mesures des bouées, les formulations théoriques et les données de run-up de houles mesurées par les Systèmes de Surveillance Vidéo (VMS).

Les méthodologies stochastiques et numériques ainsi que les bases de données des études précédentes sont enfin appliquées pour lier l’hydrodynamisme avec la morphodynamique des plages dans des conditions extrêmes, en étudiant les composantes d’inondation sur la baie de Seine et l'impact des structures côtières et de la perméabilité sur l'érosion des plages.

Une variabilité significative des surcotes a été identifiée dans l’analyse stochastique, alimentée par les tendances à long terme du niveau de la mer et les interactions marée-surcote, les hauteurs des houles étant influencées par les interactions océan-atmosphère, révélant des dépendances à la température de surface de la mer, à la pression atmosphérique et aux indices climatiques.

L'étude numérique classe les tempêtes, en évaluant leur impact sur la côte de Normandie, montrant des variations significatives de la hauteur des houles, principalement en fonction de leur origine et de leur direction de propagation, principalement l’océan Atlantique. Les simulations détaillées soulignent le rôle de la morphologie côtière dans la dissipation de l'énergie et le comportement des houles.

Les résultats de la simulation sur la côte montrent que la hauteur de run-up est influencée par les niveaux d'eau et la hauteur des houles, avec des variations spécifiques pour chaque site en raison des caractéristiques des plages, principalement la porosité des différents sédiments.

Intégration d’échelles temporelles et spatiales pour l’étude du comportement des tempêtes, de l’océan Atlantique aux côtes de Normandie, et reliant les variations horaires, saisonnières ou interannuelles.

L'étude des liens entre les échelles temporelles et les oscillations climatiques globales aide à la compréhension du comportement des tempêtes. La variabilité des événements extrêmes de vagues et de surcotes a été expliquée à différentes échelles temporelles.

La caractérisation des tempêtes à la Manche, compris comme un système très complexe avec des changements de bathymétrie et considéré comme une mer épicontinentale située sur le plateau continental. La dynamique des tempêtes côtières dans la Manche et leurs effets sur le littoral ont été caractérisés, y compris la prévision des scénarios d'inondation et la fourniture d'outils pour les recherches futures.

La combinaison de l'approche numérique avec les systèmes de surveillance vidéo s'est avérée précise pour quantifier des inondations côtières.

Evaluation de la modulation des niveaux marins extrêmes dans la Manche et des inondations côtières le long de la Normandie en utilisant des composantes de l'élévation du niveau marin en raison du changement climatique.

Amélioration des approches numériques aux échelles régionales et locales avec un étalonnage et une validation renforcée à l'aide de l'altimétrie satellitaire grâce à l'assimilation des données.

Etude approfondie des mécanismes physiques produits en réponse aux tempêtes côtières le long des divers littoraux normands (systèmes graveleux et mixtes).

Explorer les approches développées pour d’autres bassins et systèmes côtiers présentant des caractéristiques similaires.

Thèse