Dynamique des littoraux sableux dominés par l'action de la houle: les apports de la modélisation et de l'imagerie vidéo

Wave-dominated sandy beach dynamics: the inputs of numerical modeling and video imagery

CNRS, Université Bordeaux, UMR EPOC-5805 Avenue des Facultés, 33405 Talence Cedex; Tél: +33 (0)5 40 00 24 50, Fax: +33 (0)5 56 84 08 48

Auteur de correspondance : b.castelle@epoc.u-bordeaux1.fr

Résumé

Les littoraux sableux dominés par l'action de la houle sont des environnements dynamiques et encore mal compris. Pendant ces dix dernières années, d'importants progrès ont été réalisés grâce au développement de la modélisation numérique et de l'imagerie vidéo. Les modèles morphodynamiques non-linéaires bases sur l'approche des courants moyens intégrés sur la verticale permettent de simuler l'évolution spatiale et temporelle des vagues, des courants et de la morphologie des plages tridimensionnelles. L'imagerie vidéo a été récemment utilisée afin de quantifier la bathymétrie de la plage et décrire le positionnement du trait de côte et les principales caractéristiques des barres pré littorales. De nombreuses améliorations restent toutefois à apporter aux modèles morphodynamiques telles qu'une meilleure description des processus hydro sédimentaires en zone de jet de rive et dans l'axe perpendiculaire à la côte afin notamment de comprendre les mécanismes responsables de la disparition des corps sédimentaires tridimensionnels pendant les tempêtes. D'autre part, les différentes techniques utilisées en imagerie vidéo au-dessus de bathymétries complexes génèrent des erreurs considérables car elles nécessitent des informations sur l'hydrodynamique qui ne sont souvent calculables que grâce à l'utilisation de modèles numériques complexes. L'avenir de ce domaine de recherche se dirige donc vers une interaction étroite entre la modélisation numérique et l'imagerie vidéo, notamment à travers l'inversion des données vidéo par des modèles hydrodynamiques pour correctement calculer l'évolution morphologique haute-fréquence des plages sableuses dominées par l'action de la houle.

Abstract

Wave-dominated sandy beach dynamics: the inputs of numerical modelling and video imagery Wavedominated sandy beaches are one of the most variable and unpredictable coastal systems. Over the past decade, significant knowledge gaps have been paved thanks to the development and the recent improvements in both numerical modelling and video imagery. Nonlinear morphodynamic models, based on the time- and depthaveraged approach, allow the simulation of spatial and temporal variation of both hydrodynamics and morphodynamics in wave-dominated sandy beach settings. Optical remote sensing has been developed into a very useful tool for sampling the nearshore environment, particularly for mapping the intertidal zone topography and both the location and the morphology of nearshore sandbars. Substantial issues to overcome remain in the numerical modelling approach, such as cross-shore sediment transport estimation, swash zone processes and the mechanism overwhelming the selforganization mechanism and the resulting sandbar reshaping into a shore-parallel bar during storm events. The various video imagery techniques often generate errors of the bathymetry estimation due the requirement of data that can only be computed through complex numerical modelling. Therefore, an in-depth interaction between numerical modeling and video imagery is required. In a close future, assimilation of model computation and video imagery observation may accurately estimate the high sample rate wave-dominated beach dynamics.