Prédiction long-terme et processus physiques court-terme des plages : application sur le site de Porsmilin

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1 et processus physiques court-terme des plages : application sur le site de Porsmilin France Floc h, Nicolas Le Dantec, Christophe Delacourt, Romain Cancouët, Klervi Hamon, Emmanuel Augereau, Marion Jaud, Christophe Prunier (Domaines Océaniques, Brest) - Serge Suanez, Véronique Cuq, Clara Lemos (Geomer, LETG-Brest) Atelier Terre-Mer Finistère - 21 septembre IUEM

2 Sommaire 1 Contexte 2 Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique 3 De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique.

3 Sommaire 1 Contexte 2 3

4 Contexte Motivations et processus physiques court-terme des plages macrotidales

5 Site d étude Cette étude se concentre donc sur un système de plage type "de poche" dans un environnement macrotidal, avec la plage de Porsmilin comme site atelier depuis 15 ans. SOERE 1 "traît de côte" depuis 2010 SNO 2 DYNALIT depuis 2014 Financement SOERE, Labex Mer axe 5, Pôle Image actuel IUEM, Région Bretagne Système d Observation et d Expérimentation à long terme pour la Recherche en Environnement 2. Service National d Observation

6 Site d étude : morphologie et conditions hydrosédimentaire 150 m x 200 m à basse mer de vive-eau pente moyenne : de 0.03 en bas de plage à 0.09 en haut de plage Diamètre moyen de 0.4 mm Marnage moyen de 5.6 m en VE à 2.9 m en ME Hauteur significative moyenne de 0.5 m Taux d infragravitaire en automne-hiver % transfert cross-shore dominant du haut vers le milieu/bas d entrant

7 Contexte Données Mesure long-terme : Campagne de mesures intensives court-terme (20 jours) : 1 profil DGPS cross-shore à basse-mer de vive-eau depuis 15 ans profils DGPS journaliers bathymétrie et topographie saisonnales depuis 7 ans transect cross-shore de capteurs de pression système vidéo en place depuis un an courantomètres (offshore, surf, swash à venir )

8 Sommaire Contexte Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique 1 Contexte 2 Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique 3

9 Décomposition en modes empiriques orthogonaux Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique Mode Inertie (%)

10 Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique Décomposition en modes empiriques orthogonaux : Résultats Mode 1 = profil moyen Variations d altitude du profil moyen corrélées avec la houle : Forte énergie = diminution globale de l altitude (érosion) Faible énergie = augmentation globale de l altitude (accrétion) Mode 2 = Barre au niveau des Pleines Mers de Vives Eaux (PMVE) Cyclicité de la barre corrélée avec la houle : Forte énergie = disparition de la barre Faible énergie = accrétion de la barre Mode 3 = Profil de barre au niveau des Pleines Mers de Mortes-eaux (PMME) Variation suivant un cycle pluriannuel ( 3.7 ans) Pas de lien évident avec la houle (longueur d onde, hauteur significative) Pas de lien apparent avec des cycles climatologiques tels que NAO, ENSO.

11 Analyse empirique morphodynamique Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique Recherche de l énergie d équilibre à différentes altitudes (énergie conduisant à aucune variation morphologique) Plusieurs modèles empiriques existants (basés sur Wright & Short (1985)) : modèle de Yates et al. (2009) adapté Modèle de Yates Dans la suite, nous nous intéressons à la distribution de la pente a selon la position sur le profil considérée.

12 Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique Application du modèle de Yates et al. (2009) à différentes altitudes Haut de plage (niveau PMVE) : comportement "normal" avec a < 0 et faible Forte corrélation de la barre de haut de plage avec la houle Niveau PMME (correspond à la barre du mode 3) : quelle que soit l énergie de la houle, le profil moyen semble correspondre au profil d équilibre Niveau Moyen : comportement "inverse" avec a > 0 accrétion quand la houle est forte et érosion quand la houle est faible Transfert sédimentaire du haut de plage vers le niveau moyen et plus bas avec un point d inflection au niveau PMME

13 Comportement pluriannuel (EOF) Modèles empiriques de morphodynamique Application du modèle de Yates et al. (2009) à différentes altitudes Principe : calibration du modèle empirique à partir de plusieurs années prédiction de l impact de la houle (Hs 2 ) à partir de données Besoin de données fiables de houle ou prédiction sur des cas tests B. Castelle et al. / Marine Geology 347 (2014) 85 94

14 Sommaire Contexte De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique. 1 Contexte 2 3 De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique.

15 Morphodynamique De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique. Observation in situ de la morphodynamique journalière en réponse au forçage houle/marée. Localement, érosion dans la zone de swash lors de Hs croissant et accrétion dans la zone de swash lors de Hs décroissant But : atteindre le profil d équilibre face aux conditions hydrodynamiques Etat stationnaire : profil d équilibre correspondant aux conditions hydro. instantanées Etat dynamique : la variation du profil dépend de la variation des conditions

16 Setup Contexte De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique Setup important sur porsmilin, difficile à lier directement avec les formules usuelles type stockdon η (m) h (m)

17 De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique. Mise en évidence de la dissipation d ondes infragravitaires Entre 20 et 40% d IG incidente Dissipation de 40% des ondes IG

18 Conclusions Contexte De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique. Fonctionne à condition que la plage soit uniforme et étendue en long-shore, en zone microtidale Méthode à améliorer en zone macrotidale, en fond d anse Processus court-terme La variation du forçage et l historique de la plage sont importants pour comprendre la réponse morphodynamique Mise en évidence d un setup important et de la présence d ondes infragravitaires

19 Perspectives Contexte De la terre......à l interface......jusqu au forçage hydrodynamique. Variation de 80 cm en une nuit puis recouvrement en 2 jours Etude de l impact des différentes processus hydrodynamiques sur le jet de rive et sur le transport sédimentaire dans la zone de déferlement. En particulier : Rôle de la pente local sur la position du déferlement, la génération/dissipation d ondes infragravitaires et tous les processus morphogènes résultants Octobre 2015 Thèse sur l impact de l infragravitaire sur la morphodynamique d une plage macrotidale avec mécanisme de génération/dissipation par mesure de courant et de turbulence dans la zone de swash/surf puis via modélisation numérique. Février 2016 Post-doctorat sur la modélisation du recouvrement des plages Avril 2016 Campagne de mesures multi-capteurs ciblée processus de dissipation d énergie (déferlement, courant et transfert sédimentaire)