La reconstitution de l'évolution du rivage de la flèche Mandji, et en particulier des secteurs de Port-Gentil et du Cap Lopez, a été réalisée pour la période de l'Holocène à l'actuel, par fusion de multiples sources iconographiques (cartes et plans historiques, cartes marines, photographies aériennes, images satellites, mesures de terrain) permettant ainsi l'analyse des impacts naturels et des actions anthropiques sur cette partie du littoral gabonais. L'étude de l'évolution historique du trait de côte a été réalisée en s'appuyant sur les datations au C14 des paléoenvironnements. Les plans levés et les cartes couvrant la période de 1660 à 1886 ont permis de comprendre les étapes pluriséculaires de la morphogenèse de la flèche. Concernant les dates les plus récentes, on a eu recours aux photographies aériennes de 1945, 1957, 1988, à deux images Landsat TM de 1990 et ETM+ de 2001, à une série de cartes marines couvrant la période 1962-2007, à un suivi régulier de la position de la laisse de haute mer par Total Gabon. Ces documents numérisés sont intégrés et gérés par un Système d'Information Géographique (SIG) afin de produire la donnée relative à la dynamique du littoral. La mobilité du trait de côte a été décrite et quantifiée pour la période allant de 1962 à 2007 et se solde par un recul important, particulièrement le long des secteurs urbanisés, ce qui constitue une menace potentielle pour les installations humaines. Cette thèse est une mise au point sur la question de l'évolution de la flèche Mandji et des risques naturels induits. Elle propose quelques remèdes envisageables à court et à long terme.

L'érosion interne est l'une des principales causes des instabilités d'ouvrages hydrauliques en terre (digue, levée, barrage ...). Les désordres constatés sur des ouvrages récents soulignent la nécessité d'une meilleure compréhension et quantification des phénomènes qui régissent l'érosion interne. L'entraînement et le transport de grains par les écoulements internes affectent la distribution granulométrique, modifient la porosité ainsi que les caractéristiques mécaniques et hydrauliques. L'actuelle méconnaissance de ces phénomènes dans les sols sablo-argileux, très fréquents dans les ouvrages, nous a conduit à privilégier l'étude du comportement de ces milieux. <br />Une étude préliminaire de visualisation et de quantification de l'influence de quatre paramètres (poids volumique, gradient hydraulique, pourcentage d'argile et ouverture des pores du filtre) nous a permis d'une part de valider leur choix et d'autre part de définir un protocole et un prototype expérimentaux adaptés. Le banc expérimental ainsi réalisé, permet de consolider et de confiner les échantillons en évitant tout écoulement parasite. <br />Les échantillons sont soumis à un écoulement descendant sous gradient hydraulique constant. L'acquisition des données est automatisée afin de suivre continûment le débit d'eau injecté, les variations volumiques des échantillons, la masse et la concentration d'argile de l'effluent. Après validation de l'expérimentation par reproduction puis confrontation avec une étude présente dans la littérature, nous réalisons des essais paramétriques. Ces expérimentations mettent en évidence l'existence d'un seuil de gradient hydraulique pour la suffusion d'une fraction de l'argile, qui s'accroît avec le pourcentage d'argile et la pression de confinement. <br />Nous constatons l'existence d'un second seuil au delà duquel la migration d'argile s'accompagne de l'érosion régressive de sable, ce qui induit un renard et finalement l'effondrement de l'échantillon. Ce seuil augmente avec le pourcentage d'argile mais décroît avec la pression de confinement. L'influence des caractéristiques du sable sur le renard est également mise en évidence.<br />Nous proposons une première modélisation numérique 1D de la suffusion qui permet de représenter l'évolution de la concentration en argile de l'effluent et de la masse érodée. <br />Ce travail permet également d'ouvrir d'intéressantes perspectives de recherche théorique ou expérimentale.

Résumé La plage du Clipon est une plage artificielle de 13 km de long, créée à partir des années 1960, suite à l'extension du Port de Dunkerque. Notre étude est basée sur une approche multi-échelle : une échelle temporelle s'étendant du demi-siècle à la période d'une marée, et l'échelle spatiale allant de l'analyse de la dynamique morphologique de l'ensemble de la plage (104 m) à l'examen des processus morphosédimentaires au niveau de formes élémentaires comme les barres intertidales (101 - 102 m). L'analyse à grande échelle concerne (1) les variations du trait de côte lors des différentes phases d'extension du port, et suite aux travaux d'extension à l'aide d'un suivi chronoséquentiel de photographies aériennes verticales, (2) l'évolution de la bathymétrie proche de la côte au cours des aménagements portuaires et suite à ces aménagements, ainsi que (3) la modélisation de la propagation des houles sur des bathymétries datant de différentes époques, ce qui a permis d'apprécier la variabilité dans le temps de l'impact potentiel des houles à la côte au fur et à mesure que les fonds se sont modifiés. Plusieurs campagnes de mesures hydrodynamiques, topométriques et de transport sédimentaire ont été effectuées de 2003 à 2007 dans le but de mieux comprendre la morphodynamique de la plage. Les données de houle et de courant obtenues sur l'estran et dans les petits-fonds ont été utilisées conjointement aux données météorologiques pour réaliser une analyse de l'hydrodynamique du système côtier. Cette analyse a mis en évidence la dominance des courants de flot, dirigés vers l'est, mais aussi l'existence d'un contre-courant associé à la présence de la jetée est de l'avant-port. Les résultats de l'analyse morphométrique de l'estran montrent une grande variabilité spatiale de la forme générale et de la largeur de la plage. A l'échelle annuelle, l'avant-plage proche subit une érosion pouvant atteindre 0,3 mètre par an. Le suivi mensuel des profils de plage a permis d'observer la réaction des différentes zones morphologiques de l'estran face aux conditions rencontrées pendant les campagnes de mesure : lissage de l'estran lors des périodes de forte énergie et développement et migration des barres vers le haut de plage par temps plus calme. L'analyse des transports sédimentaires potentiels montre un transport faible dirigé essentiellement vers l'est lors des périodes de temps calmes. Les transports les plus importants s'effectuent principalement lors de conditions de forte énergie, pendant lesquelles le vent peut fortement renforcer les courants tidaux et les courants de houle. Lors des conditions de fortes agitations de secteur nord, un courant d'undertow se met en place sur l'ensemble de la plage entraînant un déplacement des sédiments vers le bas de plage et l'avant-plage. L'ensemble des résultats recueillis permet de définir la plage du Clipon comme une cellule sédimentaire quasi-fermée montrant une tendance vers un bilan sédimentaire négatif.

L'objet de la thèse est de mettre au point un prototype de modèle 2D capable de simuler l'évolution géométrique d'une coupe de bassin affectée par le jeu de failles. Une modélisation mécanique de la déformation tectonique, fondée sur le principe des calculs de structure, n'est pas poursuivie car cette approche est trop complexe pour être appliquée au domaine des bassins sédimentaires. Au contraire, le modèle cinématique développé, FOLDIS, repose sur des hypothèses simplificatrices de nature purement géométrique qui déterminent entièrement le mode de déformation envisagé. Jusqu'à présent, les modèles cinématiques de bassin, tels que THRUSTPACK, destinés à modéliser la déformation tectonique complexe des bassins d'avant-chaînes de montagne n'incluent pas la prise en compte des effets géométriques de la compaction mécanique par diminution de porosité. D'autres types de modèles de bassin, comme TEMIS, destinés à modéliser les écoulements, la compaction associée ainsi que l'évolution physico-chimique de la matière organique et des fluides hydrocarbures, ne peuvent être appliqués que dans des zones où la déformation tectonique est simple. C'est à dire dans des bassins sans failles obliques actives, dont le jeu entraînerait nécessairement des déplacements latéraux des écailles tectoniques ainsi qu'une déformation conjointe des sédiments. Le développement du modèle cinématique FOLDIS a un double objectif: * Il s'agit de proposer une méthode de calcul des déformations tectoniques qui présente des améliorations par rapport aux modèles cinématiques existants. Les configurations d'application du modèle FOLDIS sont en effet plus étendues que celle du modèle cinématique THRUSTPACK par exemple. Pour illustrer cette affirmation, on peut avancer le simple fait que les géométries des failles présentes dans un domaine d'étude du modèle FOLDIS ne sont pas limitées à être toutes définies avec un pendage orienté dans le même sens . * TI s'agit ensuite de prendre en compte le phénomène de compaction dans le modèle. Comme les objets du modèle FOLDIS sont de nature discrète, ils se prêtent bien à une modification de leur géométrie et à une redéfinition de leur contour. Après chaque stade de l'évolution du bassin, il est possible de proposer un couplage des déformations tectoniques avec les déformations liées à la compaction par diminution de porosité. Ce couplage repose sur un calcul géométrique incrémentaI. On effectue une prise en compte successive de la déformation tectonique puis de la compaction mécanique pour chaque intervalle de temps correspondant à un incrément cinématique.

L'érosion hydrique est un phénomène complexe, largement répandu en Afrique du Nord, notamment dans la chaine montagneuse de la Kroumirie (Nord ouest de la Tunisie) où les facteurs influençant ce fléau expriment bien la fragilité du milieu qui se métamorphose graduellement vers le pire. La région est caractérisée par des reliefs très accidentés, une structure lithologique généralement tendre, des précipitations le plus souvent orageuses au moment où les terres cultivables subissent une forte pression anthropique. Ceci s'exprime notamment par la dégradation des sols et leur fertilité qui se traduit généralement par des bouleversements socioéconomiques et écologiques le plus souvent irréversibles. Au cours de cette recherche, on a étudié de près les cicatrices et les remèdes propices à l'érosion hydrique au Maghreb à travers l'unité géographique du bassin versant de l'oued Barbara (Tunisie septentrionale). Dans un premier temps, le travail consiste à montrer la gravité de la situation par la réalisation de la carte de l'érosion hydrique à travers la méthode de la direction des forêts de la Tunisie (DF/FAO-SIDA) et l'équation universelle des pertes en sols (USLE). La première méthode, qui a diagnostiqué le fléau de l'érosion hydrique sur son aspect qualitatif, a mis en évidence que le ravinement est le processus érosif le plus actif et le plus sévère dans la zone à l'étude. Quant à l'USLE, elle a permis de quantifier le phénomène érosif à une moyenne annuelle des pertes en sol de l'ordre de 36,13 tonnes/ha. Par la suite, des enquêtes et des entrevues auprès des exploitants agricoles et des intervenants locaux de la zone à l'étude ont été faites dans le but d'identifier des aménagements de CES propices à la région pour la lutte antiérosive. Enfin, la projection de ces aménagements déjà définis sur la carte d'érosion hydrique a conduit à l'obtention d'un scénario antiérosif intégré dont l'utilisation pourra sensiblement améliorer, voir même réduire en grande partie les conséquences désastreuses du phénomène de la dynamique de l'érosion hydrique au niveau du bassin versant de l'oued Barbara. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Érosion hydrique, gestion intégrée, conservation des eaux et des sols, Maghreb, Tunisie, Kroumirie.

L'Albanie occupe une position critique au sein de la ceinture plissée alpine Dinaro-Hellénique. Cet orogène est caractérisé par trois composants fondamentaux: une ceinture de plis et chevauchements externe à l'Ouest, un domaine central caractérisé par la présence de nappes ophiolitiques, et un complexe interne oriental. <br />Certains points clés pour la connaissance de l'évolution géodynamique de cette chaîne ont été éclairé par l'application de la thermochronologie de basse température (trace de fission et (U-Th)/He sur apatite et zircon), plus précisément en ce qui concerne l'histoire du refroidissement des Albanides Internes. <br />Un taux d'exhumation (<0,1 km/Ma) durant l'Eocène et le début de l'Oligocène caractérise la limite entre les zones externes et zones Internes. Il est probablement lié au soulèvement isostatique, conséquence de l'épaississement de la croûte près du front de chevauchement durant l'emplacement tectonique du complexe interne sur la ceinture de plis et chevauchements externe.<br />Dans le domaine interne le refroidissement et la surrection sont beaucoup plus récents et rapides. Les thermochronomètres (U-Th)/He et traces de fission nous ont permis de déterminer un début de la phase d'extension ~ 20 Ma. Vers 3-6 Ma, le taux d'exhumation des roches de la zone de Korabi s'est accéléré jusqu'à 1,2 km/Ma. Nous proposons que la structure actuelle symétrique des unités ophiolitique dans les Albanides Internes soit le résultat d'un régime de collapse en extension, affectant la partie oriental des ophiolites et la zone de Korabi.<br />Ces études montrent que la complémentarité des méthodes de thermochronologie trace de fission et (U-Th)/He est un moyen puissant de mieux contraindre l'histoire de l'exhumation d'un orogène.

L'analyse dans des dépôts anciens des isotopes cosmogéniques in-situ, déjà largement employés dans les sédiments de rivières actuelles, a le potentiel de fournir des enregistrements haute résolution, sur des échelles de temps de 10 Ma, de taux de dénudations intégrés sur des bassins versant entiers. Nous avons étendu avec succès cette méthode à des sédiments des piedmonts du Tian-Shan (Chine) et de l'Himalaya (collines Siwaliks, Népal). Ces deux zones sont au coeur de débats sur l'évolution des relations climat/érosion/tectonique depuis ~10 Ma. Quatre sections au Tian-Shan, couvrant ~9 Ma, et une large étendue spatiale autour de cette chaîne, ne montrent pas de brusque accélération de l'érosion il y a ~3-5 Ma. Au contraire, nous observons à l'échelle régionale une augmentation progressive (× 4 entre 9 et 4 Ma) puis une stabilisation entre 4 Ma et l'actuel. Ces résultats suggèrent une influence limitée des cycles glaciaires quaternaires sur les taux d'érosion dans cette zone. Un enregistrement dans les sédiments himalayens ne montre également pas d'augmentation significative de l'érosion depuis ~6.5 Ma. Il est en revanche probablement le témoin de réorganisation des systèmes de drainages et d'évolutions tectoniques dans cette région. Avec ces études, nous avons ainsi pu produire pour la première fois des enregistrements haute résolution de taux d'érosion depuis ~10 Ma, grâce aux isotopes cosmogéniques. Cette méthode étant potentiellement applicable dans de nombreux contextes géologiques et climatiques, elle permettra indubitablement des avancées importantes dans la compréhension des processus de surface actuels et passés.

La présente recherche porte sur l'étude de l'écoulement de l'eau dans un canal à surface libre aux abords de structures de restauration tels que les épis. Les épis sont utilisés depuis plusieurs décennies pour contrer les problèmes d'érosion de berges et pour réhabiliter les habitats de poissons. Les problèmes d'érosion de berges sont fréquents et la construction d'épis est une bonne alternative aux techniques de stabilisation de berges structurales tel que l'empierrement : il s'agit d'une solution habituellement moins coûteuse et elle a généralement moins d'impact sur l'environnement. Malheureusement, malgré l'utilisation de ces structures de restauration, la connaissance n'est pas encore assez développée pour permettre à tous les projets de restauration avec épis de connaître le succès escompté. Un mauvais choix de géométrie, d'emplacement dans le cours d'eau ou de profondeur peut mener le projet à l'échec. L'écoulement aux abords de structures de restauration est complexe et plusieurs recherches expérimentales et numériques sont présentement en cours à ce sujet. Ce mémoire présente une recherche qui porte sur trois épis rectangulaires avec une orientation différente (135 degrés, 90 degrés, 45 degrés) confrontés à trois débits différents. Les vitesses mesurées en laboratoire avec un profileur de vitesse acoustique Doppler (ADVP) montrent que l'épi perpendiculaire (90°) est plus influent sur le courant et le potentiel de transport de sédiments que les autres épis. Les contraintes de Reynolds calculées suggèrent aussi que l'épi perpendiculaire serait l'épi qui créerait une zone d'affouillement plus importante que les deux autres épis. Le modèle expérimental a ensuite été modélisé numériquement avec le logiciel d'éléments finis bidimensionnel MIKE21 du Danish Hydraulic Institute (DHI) au Danemark. Les résultats du modèle sont fidèles aux résultats expérimentaux. Une validation a aussi été effectuée avec le logiciel par éléments finis River2D de l'Université d'Alberta. Bien que les vitesses soient légèrement inférieures à celles obtenues par MIKE21 ou en laboratoire, River2D représente bien les distributions générales des vitesses et l'ordre de grandeur de celles-ci. Contrairement à l'opinion de certains chercheurs, qui croient que les logiciels à éléments finis tridimensionnels sont des incontournables pour obtenir une bonne modélisation, les résultats de cette recherche suggèrent que les logiciels d'éléments finis bidimensionnels seraient adéquats pour représenter des projets en rivière.

Au cœur de la Tunisie, la Dorsale Tunisienne se présente comme une succession d'alignements montagneux remarquables, des jbels, qui s'étend du Cap Bon jusqu'à la frontière algérienne. Le problème qui se pose dans la Dorsale vient de la gravité que revêt l'érosion, ne ménageant pas les paysages de celle-ci, actuellement très dégradés. Il s'accompagne d'une politique d'aménagement de conservation des eaux et des sols mise en place par les services publics particulièrement exemplaire dans cette région, tant par la diversité des interventions, que par leur ampleur.<br />L'intérêt n'est pas d'étudier l'érosion en tant que telle, mais les populations face à ces phénomènes. Or, si l'érosion se pose bien à l'échelle régionale, et si les politiques d'aménagement de conservation se conçoivent effectivement à cette échelle, les solutions, elles, ne peuvent être recherchées qu'à l'échelle du paysage, cadre de vie des populations. Est alors analysé le lien entre les perceptions qu'ont les scientifiques et les paysans de ces paysages et de ces milieux, afin de voir si les actions d'aménagements proposées sont susceptibles d'être comprises et reproduites par les habitants. <br />A travers un réseau de petits bassins-versants, suivi par l'IRD et la DG/ACTA, a été développée une approche paysagère fondée sur la segmentation du paysage. A cette analyse du paysage, s'ajoute une recherche sur la représentation et la perception des milieux par les acteurs locaux et étatiques afin de mieux cerner l'intégration ou non des aménagements dans leur cadre de vie.

Le bilan de masse en surface de l’Antarctique (noté BMS ; résultante de l’équilibre entres les termes d’accumulation et d’ablation) contribue directement aux variations du niveau moyen des mers. Dans le contexte du changement climatique, sa détermination par les modèles atmosphériques est nécessaire pour affiner son estimation présente et future.Les vents violents en périphérie de l’Antarctique de l’Est sont responsables d’un entraînement aérodynamique de la neige en surface qui influence de façon significative le BMS. Le transport de neige par le vent est également à l’origine du développement de formes d’érosion éolienne orientées parallèlement au vent moyen au moment de leur formation et dont la distribution spatiale est un déterminant majeur de la rugosité de surface. Ces éléments de rugosité exercent en retour un effet d’obstacle à l’écoulement qui affecte directement le champ de vent en surface et, par extension, le transport éolien de la neige.Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’observation et la modélisation numérique de l’érosion éolienne de la neige au niveau d’une région côtière de l’Antarctique de l’Est, la Terre Adélie. Dans un premier temps, le modèle atmosphérique régional MAR, qui contient une représentation détaillée des processus de transport éolien, est mis en œuvre à une résolution spatiale de 5 km sur un domaine couvrant la Terre Adélie et comparé sur un mois d’été à des observations météorologiques incluant des mesures continues du vent et du flux éolien massique de neige aérotransportée. Il est montré que les flux éoliens de neige produits par le MAR sont hautement sensibles à la paramétrisation de la rugosité de surface, et qu’une calibration unique de ce paramètre ne permet pas de simuler avec une qualité équivalente le champ de vent en deux points de mesure distants d’à peine 100 km. À partir des observations, les interactions rugosité-érosion sont ensuite étudiées à l’échelle d’évènements individuels d’érosion éolienne. Il est mis en évidence i) que l’effet d’obstacle généré par les formes d’érosion éolienne a un impact inhibiteur sur le flux éolien de neige et ii) que cet effet d’obstacle peut être fortement diminué par l’aptitude des formes d’érosion éolienne à se réorienter parallèlement au vent dominant pendant un événement de transport. L’examen des observations sur une année révèle que ce processus d’ajustement aérodynamique est sujet à des variations temporelles majoritairement reliées à l’historique de la température. Enfin, on montre qu’une reconfiguration du modèle comprenant notamment l’introduction d’une dépendance à la température dans la paramétrisation de la rugosité de surface améliore considérablement la représentation des flux éoliens de neige par le MAR sur l’année considérée. Ces résultats suggèrent qu’une distribution spatiale et temporelle de la rugosité de surface doit être prise en compte dans les modèles atmosphériques pour une simulation réaliste du transport éolien de la neige à l’échelle de l’Antarctique. / The Antarctic ice sheet surface mass balance (SMB; the result of the balance between accumulation and ablation terms) has a direct influence on variations in the global mean sea level. In the context of climate change, atmospheric models are needed to improve its current and future estimation.Intense surface winds over the coastal slopes of East Antarctica are responsible for aerodynamic entrainment of snow at the surface, which has a significant influence on the BMS. Transport of snow by the wind also produces aeolian erosion features aligned parallel to the prevailing winds at the time of their formation. The spatial distribution of these features is a major determinant of surface roughness. On the other hand, surface roughness is an obstacle to flow and directly affects the surface wind field and, by extension, aeolian snow transport.The work presented here is based on observations and numerical modeling of aeolian snow erosion in a coastal stretch of Adélie Land, East Antarctica. First, the regional atmospheric model MAR, which includes a detailed representation of aeolian transport processes, was run at a spatial resolution of 5 km over a zone including Adélie Land and model results were compared with meteorological observations made over one month in summer, including continuous measurements of the wind and the aeolian snow mass flux. Aeolian snow mass fluxes modeled by MAR were highly sensitive to parameterization of surface roughness, and a single calibration of this parameter was not enough to simulate the surface wind field at two measurement points located only 100 km apart with the same accuracy. Consequently, roughness-erosion interactions were analyzed at the scale of individual aeolian erosion events using observations. The results of this analysis underlined that (i) the barrier effect generated by aeolian erosion features had an inhibiting impact on the aeolian snow mass flux and (ii) that the barrier effect can be strongly reduced by the ability of aeolian erosion features to realign with the dominant wind during a transport event. Examination of observations made over a period of one year revealed that this adjustment process is prone to temporal variations mainly linked to past temperatures. Finally, we showed that reconfiguring the model, including introducing temperature dependence in the parameterization of surface roughness considerably improved the representation of aeolian snow mass fluxes by the MAR model for the year concerned. These results suggest that spatial and temporal distribution of surface roughness should be included in atmospheric models for realistic simulations of aeolian snow transport over Antarctica.