Exemples : Mesures de flux sédimentaires longitudinaux lors de conditions de faible énergie

 Détails des mesures effectuées le 01/06/09 et le 05/06/09 à Hardelot

Bien que la tendance générale suive les exemples précédemment présentés, la variation des flux sédimentaires au cours de la marée sous des conditions modérées est différente. Certains flux mesurés dans les bâches peuvent être plus importants que sur les barres intertidales, comme le 1^er juin ou le 5 juin 2009 (HA09).

Détails de la journée du 01/06/09 :

Le 1^er juin 2009, 6 échantillonnages ont été réalisés, 2 l’ont été pendant la phase descendante et localisés dans la 3^e bâche (C3) et en bas de plage, et 4 pendant la phase montante de la marée au niveau des barres B1, B2, B3 et du chenal C2. Rappelons que les appareils

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courantométriques étaient localisés sur les barres B1 et B2, aucune donnée hydrodynamique n'a été mesurée pour les sites d’échantillonnage situés plus bas sur la plage. Par ailleurs, nous disposons de la vitesse du courant local pour les positions C2, C3 et B3 grâce au courantomètre mobile.

Les conditions d’agitation le 1er

juin 2009 sont faibles puisque la hauteur significative des vagues est comprise entre 0,14 m et 0, 30 m. Les vagues sont parallèles à subparallèles et malgré un marnage important, les vitesses de courant longitudinales restent faibles. La distribution des flux sédimentaires dans le profil et au cours de la marée est complètement différente de ce que l’on a pu observer à Zuydcoote (ZY09). Le transport est en effet plus faible au niveau des barres (excepté pour le flux en barre B3) et ce, associé à de faibles vitesses de courant longitudinales (Fig. IV-42) puisque les valeurs atteignent 0,03 m.s^-1 au niveau du Valeport (B1) et 0,11 m.s^-1 au niveau de l’ADCP (B2). En revanche, le transport dans les bâches semble plus efficace, notamment lors de la marée descendante (C3) alors que les vitesses de courant sont plus élevées. Cette augmentation de la vitesse dans la bâche C3 peut coïncider avec un phénomène de vidange augmentant ponctuellement la vitesse du courant et donc le transport sédimentaire. De même, lors de la marée montante, les bâches canalisent l’écoulement et par conséquent le transport sédimentaire. Comme cela a été présenté précédemment (Cf. 20.2.5), la présence de rides dans les bâches peut également contribuer à une remise en suspension plus efficace du sédiment que sur les barres. Lors de conditions de faible énergie, il est possible que cette augmentation de la rugosité dans les bâches induise une suspension plus importante que sur les barres, et par conséquent, un transport sédimentaire plus important.

Fig. IV-42 : A) Variations des flux sédimentaires longitudinaux (P1) dans le profil au cours de la marée montante et

descendante, le 1^er juin 2009 à Hardelot. B) Variation de la vitesse du courant longitudinal à 0,4 m au dessus du fond dans le profil au cours de la marée montante et descendante. Les vitesses présentées au niveau C2, C3 et B3 sont mesurées grâce au courantomètre mobile au moment de l’échantillonnage.

Fig. IV-42 : A) Cross-shore variations of longshore sediment transport rates on a shore-perpendicular beach profile during the rising tide (red) and the falling tide (blue). B) Cross-shore variation of mean longshore current velocities on a shore-perpendicular beach profile during the rising and the falling tide. Current velocities are measured by a handheld current meter for C2, C3 and B3.

Chapitre V – Caractérisation des Transports Sédimentaires Transversaux

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Sur les barres, l’énergie mise en jeu par les vagues est peu significative, et en absence d’un courant longitudinal induit par ces vagues et/ou par la marée ainsi que d’une rugosité très faible, le transport sédimentaire longitudinal est donc limité. Toutefois la distribution transversale sur les barres intertidales est similaire à celles observées précédemment. En effet, le transport croît de la barre B1 à la barre B3, et ce, malgré une baisse de la vitesse du courant sur la barre B3. Cette augmentation est peut être due à la vidange de la bâche située du coté interne de cette barre, ou à une activité des vagues plus intense.

Détails de la journée du 05 juin 2009

Le 5 juin 2009, 6 échantillonnages ont été réalisés uniquement pendant la phase descendante de la marée. Les mesures ont été effectuées en haut de plage (H), sur les barres B1, B2, B3 et dans les bâches C2 et C3. Rappelons que les appareils courantométriques sont localisés sur les barres B1 et B2, les données hydrodynamiques situées en aval sont donc indisponibles, par ailleurs nous disposons de la vitesse du courant local pour les positions H, C2, C3 et B3 grâce au courantomètre mobile. Les conditions d’agitation lors de cette journée sont toujours faibles puisque les vagues sont comprises entre 0,10 m et 0,30 m pour des vitesses de courant longitudinales qui atteignent 0,04 m.s^-1 au niveau du Valeport (B1) et 0,11 m.s^-1 au niveau de l’ADCP.

Les flux sédimentaires présentent une distribution similaire à ceux mesurés le 24/11/09 à Zuydcoote (Cf. Fig. IV-38). En effet, le 24/11/09, les flux devenaient moins intenses vers le haut de plage, le transport sédimentaire observe bien cette même évolution, mais uniquement entre C3 et B1. Le transport est en effet moins important sur la barre B3 alors qu’il est supérieur en haut de plage (Fig. IV-43). Toutefois, et bien que la vitesse mesurée au niveau de l’ADCP soit la plus intense, le flux associé n’est pas aussi important que dans la bâche située en dessous. L’analyse des distributions verticales des flux sédimentaires lors de cette journée d’échantillonnage montre que le transport en suspension est dominant contrairement aux flux mesurés sur les barres. En effet les coefficients de décroissance (α) sont beaucoup plus élevés sur les barres que dans les bâches. Ceci traduit que la distribution verticale est plus homogène dans les bâches que sur les barres. La présence de rides dans les bâches contribue à une meilleure mise en suspension des particules, par conséquent, et parce que les vitesses de courant varient peu entre les barres et les bâches, le transport sédimentaire est favorisé au niveau des bâches.

Contrairement à ce qui a été observé pendant les conditions de forte agitation, le haut de plage est ici caractérisé par un flux plus important comparé aux mesures effectuées dans la même journée. Le haut de plage est généralement défini par une pente de plage plus importante, comme on peut le voir sur la figure (Fig. IV-44), la pente atteint 4,2° en haut de plage alors que les pentes locales sur les flancs externes des barres intertidales avoisinent 3° et 2°, avec une pente générale diminuant du haut de plage vers le bas de plage. Bien que la propagation des vagues s’effectue sur toute la zone intertidale, leur faible amplitude pendant ces conditions leur permettent d’être très peu dissipées. Les plus fortes pentes favorisent l’augmentation locale de Hs et des courants oscillatoires associés induisant un transport

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sédimentaire plus intense. Ces phénomènes sont beaucoup moins importants sur les pentes plus faibles.

Fig. IV-43 : A) Variations des flux sédimentaires longitudinaux (P1) dans le profil au cours de la marée montante et

descendante, le 5 juin 2009 à Hardelot. B) Variation de la vitesse du courant longitudinal à 0,4 m au dessus du fond dans le profil au cours de la marée montante et descendante. Les vitesses présentées au niveau H, C2, C3 et B3 sont mesurées grâce au courantomètre mobile au moment de l’échantillonnage. α correspond au coefficient de décroissance.

Fig. IV-43 : A) Cross-shore variations of longshore sediment transport rates on a shore-perpendicular beach profile (P1) during the falling tide. B) Cross-shore variation of mean longshore current velocities on a shore-perpendicular beach profile during the falling tide. Current velocities are measured by a handheld current meter for H, C2, C3 and B3. α refers to the mixing parameter.

Fig. IV-44 : Variation de la pente locale de la plage le 05 juin 2009 à Hardelot.

Fig. IV-44 : Variation of the local beach slope on a shore-perpendicular profile at Hardelot (solid line)

20.4.3. Conclusion sur les variations du transport longitudinal à travers l’estran

L’étude de la variation du transport longitudinal au cours de la marée et par conséquent à travers l’estran a montré que les flux réagissent fortement aux variations des paramètres hydrodynamiques. Ainsi, les flux les plus importants se situent en milieu et bas de plage en raison d’une intensification des courants et d’une plus faible atténuation de la houle. Celle-ci est en effet très dissipée en haut de plage puisque le train de

Chapitre V – Caractérisation des Transports Sédimentaires Transversaux

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houle traverse l’ensemble de la zone intertidale. Lorsque le niveau d’eau atteint le haut de plage, cela correspond au moment de l’étale de marée haute. Les courants sont par conséquent plus faibles et induisent un faible transport sédimentaire. Cette évolution est d’autant plus marquée lorsque les conditions d’énergie sont importantes. Le transport est également plus intense sur les barres intertidales que dans les bâches dû à une dissipation rapide et au déferlement des vagues lié à l’augmentation locale de la pente de la plage. Toutefois, lors de conditions de faible agitation, le transport dans les bâches peut être temporairement plus important. La forte rugosité qui caractérise cette zone engendre une meilleure mobilisation du sédiment dans la colonne d’eau et, pour une vitesse de courant donnée, un transport plus important dans la bâche que sur la barre. S’ajoute à cela, les phénomènes de vidange qui peuvent ponctuellement alimenter en grande quantité de sédiment une zone précise de l’estran.

20.5. Variations transversales simultanées des flux longitudinaux dans la zone de levée et la zone de surf

20.5.1. Organisation transversale des flux longitudinaux

Au cours de la campagne de HA10, nous avons déployé simultanément deux structures dans deux zones hydrodynamiques différentes. La première est composée de 5 filets et a été déployée quand les conditions hydrodynamiques le permettaient, au niveau de la zone de levée (ZDL). Lorsque l’agitation était trop importante, la structure pouvait se situer au niveau du point de déferlement (PDD). Une autre structure a été positionnée dans la zone de surf (ZDS), après le déferlement. Cette structure est composée de 3 filets et a volontairement été placée relativement loin du point de déferlement, dans une tranche d’eau d’environ 0,30 m à 0,40 m afin d’être sûr de se trouver dans la zone hydrodynamique désirée.

Les résultats montrent que 46% des flux mesurés dans la zone de surf sont supérieurs à ceux mesurés simultanément au niveau de la zone de levée (38%). Il y a donc à peu près autant de cas lors desquels il a y plus de transport dans la zone de levée que dans la zone de surf.

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Fig. IV-45 : A) Synthèse des flux sédimentaires longitudinaux exprimés en pourcentage du flux total, mesurés dans la

zone de surf (ZDS), au niveau du déferlement (PDD) et dans la zone de levée (ZDL), HA10. B) Localisation sur le profil de plage des différentes mesures au cours de chaque journée d’échantillonnage, HA10.

Fig. IV-45 : A) Synthesis of longshore sediment transport expressed as a percentage of the total depth-integrated flux, measured in the surf zone (ZDS), at the breaker point (PDD) and in the shoaling zone (ZDL), HA10. B) Sampling on the shore-perpendicular beach profile.

Lorsque la hauteur des vagues était trop importante, la structure qui se compose de 5 filets se trouvait proche du déferlement (PDD). Dans ce cas, 67% des flux mesurés au voisinage du déferlement étaient supérieurs à ceux mesurés dans la zone de surf à proprement parler.

En raison de problème techniques survenus sur le courantomètre portatif, nous avons peu de données hydrodynamiques mesurées simultanément dans les différentes zones hydrodynamiques. Il semble néanmoins que les vitesses de courant mesurées au niveau de la zone de levée et proche du déferlement soient souvent supérieures à celles mesurées dans la zone de surf (Fig. IV-46).

L’organisation transversale des flux sédimentaires en fonction des zones d’action hydrodynamiques a été largement étudiée depuis des décennies. Déjà observé dans nos analyses précédentes, la dissipation de la houle est plutôt limitée dans la zone de levée et la remobilisation du sable est essentiellement due aux mouvements oscillatoires des vagues. Ce sable est repris par les courant tidaux principalement actifs dans cette zone. La contrainte de cisaillement exercée par les vagues varie dans le profil et décroit généralement du point de déferlement vers le haut de plage (KKOOMMAARR,,

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199998). L’augmentation du transport sédimentaire au niveau du déferlement 8

est causée par la dissipation intense des vagues à travers la zone intertidale. Le sédiment est ensuite redistribué dans la zone de surf expliquant pourquoi le transport peut être alors moins important dans la zone de surf interne.

Chapitre V – Caractérisation des Transports Sédimentaires Transversaux

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Fig. IV-46 : Comparaison entre les vitesses mesurées dans la zone de surf (ZDS) et la zone de levée (ZDL), HA10.

Fig. IV-46 : Comparison between mean current velocities measured in the surf zone (ZDS) and in the shoaling zone (ZDL), HA10.

L’étude simultanée des flux sédimentaires longitudinaux dans la composante transversale n’a pas mis en évidence une tendance significative dans la distribution des flux sédimentaires, et ce pour plusieurs raisons. Les études antérieures ont en effet spécifié que le maximum du transport se trouvait au milieu de la zone de surf (KOKOMMAARR, , 11999988), or en raison des fluctuations du niveau d’eau dues à la marée, les piégeages ne se trouvaient pas exactement au même endroit d’un jour à l’autre. S’ajoutent à cela, les conditions hydrodynamiques qui conditionnent également la position et la largeur des zones hydrodynamiques. Toutefois, la supériorité significative (>60%) du transport dans la zone de levée est principalement associée à des vitesses de courant plus importantes que dans la zone de surf interne.

20.6. Impact de la marée sur les fluctuations des flux sédimentaires longitudinaux

20.6.1. Variations des flux sédimentaires longitudinaux en fonction