L’intérêt croissant pour l’étude de la morphogénèse des côtes à falaises a permis de mieux appréhender les environnements méso/macrotidaux, mais en délaissant les environnements microtidaux. Pour cette raison, nous proposons d’étudier, à partir d’une approche exploratoire multi-échelle, la dynamique érosive des côtes à falaises en Méditerranée à travers l’exemple de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur. Le choix de ce territoire s’est justifié en réponse à une problématique relative à la gestion des risques côtiers identifiée par le Conseil-Régional-PACA qui a financé ce travail doctoral. Les principaux objectifs visent à caractériser d’une part l’ampleur relative des occurrences érosives en fonction de la variabilité temporelle des forçages météo-climatiques, et d’autre part le degré du contrôle géologique sur la morphologie côtière. Toute la difficulté de l’étude réside donc dans l’optimisation des fenêtres d’observation afin de distinguer les comportements érosifs. Nous proposons donc de tester l’apport de quatre méthodes permettant de définir si l’érosion se produit de manière (1) continue à l’échelle annuelle (levés LiDAR embarqués depuis un bateau), (2) chronique à l’échelle séculaire (orthophotographies aériennes) et (3) exceptionnelle voir (4) catastrophique sur les temps propres à l’Holocène et au Quaternaire (datations aux cosmogéniques in situ 36Cl et analyses morphométriques). Au regard des résultats mesurés et interprétés, il apparaît que l’activité gravitaire produite au cours du XXe siècle (érosion moyenne de l’ordre du cm.an-1) est très faible par rapport aux environnements méso/macrotidaux / Increasing interest in studying rocky cliff coastline morphogenesis allowed a better understanding of meso/macrotidal environments, but let microtidal environments apart. Thus we propose studying the dynamic of cliff coastlines erosion in Mediterranean in the South-East of France, through a multi-scale explorative approach. This doctoral work was supported by the region Provence-Alpes-Côte d’Azur, which identified a problematic in relation with coastal hazard management. The main objectives aim at characterizing on one hand how the temporal variability of meteorologic and climatic forcings affects the magnitude of erosion, and on other hand to which extent the geological setting controls the coastline morphology. The great challenge of this work therefore consists in optimizing the observation range in order discriminate erosive behaviours. Thus we propose assessing the contribution of four methods in determining whether erosion takes place (1) continuously at annual scale (boat-borne laser scanning surveys), (2) chronic at secular scale (aerial orthophographies)and (3) exceptional even (4) catastrophic over the characteristic timescales of Holocene and Quaternary (cosmic ray exposure dating from in-situ 36Cl and morphometric analysis). The interpretation of the results shows that erosion rate observed through the XXth century (order of magnitude of cm.y-1) is very low compared to meso/macrotidal environments. However at timescales ranging from pluri-secular (0.29 ka BP) to pluri-millenar (6.8 ka BP), exceptional storms surges of +3 NGF could initiate an erosion process resulting in the formation of horizontal shore platforms.

第23回名古屋大学年代測定総合研究センターシンポジウム平成22(2010)年度報告

La mesure et la modélisation des concentrations en $^{36}$Cl accumulé au sein d'un plan de faille normal permet d'estimer l'âge et le glissement des forts séismes passés ayant successivement exhumé ce plan de faille. Si cette méthode présente l'avantage de fournir des enregistrements paléo-sismologiques continus sur des périodes de temps relativement longues (10 000 à 20 000 ans), la modélisation de données repose jusqu’à présent sur un modèle direct qui permet difficilement d'attester de l'unicité du scenario proposé, et d'estimer précisément les incertitudes associées, et ne tient pas compte de l'histoire long-terme du plan de faille, avant son exhumation post-glaciaire (héritage). Nous avons développé dans un premier temps un nouveau modèle qui inclut l’histoire d'héritage, et mis en place une procédure d'inversion des données permettant de 1) déterminer l'ensemble des paramètres de l'histoire sismique d'exhumation, 2) d’attester de l'unicité du scénario proposé, et 3) de contraindre précisément ses incertitudes. Nous appliquons notre méthode d’inversion à 11 failles des Apennins Centraux et montrons une grande variabilité dans leur activité sismique au cours des derniers 10 000 à 45 000 ans, avec des accélérations représentant 2 à 20 fois la vitesse long-terme de la faille. Nos résultats suggèrent en particulier que l'activité sismique des failles des Apennins Centraux pourrait être contrôlée par les propriétés intrinsèques des failles (vitesse long-terme, longueur, segmentation, état de maturité structurale), ainsi que par des processus d'interactions visco-élastiques agissant entre les failles. / The use of $^{36}$Cl cosmogenic nuclide as a paleo-seismological tool to determine the seismic history of normal faults provide continuous records over the past 10 000 to 20 000 yrs. The modeling of the $^{36}$Cl concentrations measured at the surface of an exhumed fault-plane allows determining the age and the displacement of the past seismic events that successively exhumed the fault-plane. The available modeling approach is however unable to attest for the unicity of the inferred scenario, which makes the estimate of the associated uncertainties difficult. An other limitation concerns the long-term history of the fault-plane prior its post-glacial exhumation (inheritance), that is not fully accounted for in this model (Schlagenhauf et al., 2010). We have developed a reappraisal of this model that accounts for the inheritance history, and includes a procedure of data inversion to 1) determine all parameters of the exhumation history at once, 2) attest for the unicity of the proposed scenario, and 3) precisely determine the associated uncertainties. Applying our new modeling to 11 normal faults previously studied in Central Apennines, we observe a large variability of their seismic activity over the last 10 000 - 45 000 yrs, with slip-rate acceleration reaching 2-20 times their long-term slip-rate. In particular, our results suggest that the seismic activity of normal faults in Central Apennines could be controlled by intrinsic properties of the faults (such as their long-term slip-rate, fault-length, segmentation, state of structural maturity), and by visco-elastic stress transfers between faults.