Située sur la Petite Côte du Sénégal, la Somone est une petite rivière côtière qui se jette dans l'océan atlantique par un écosystème laguno-estuarien à régime microtidal. Aujourd'hui, les apports du bassin versant sont inexistants du fait de la combinaison de plusieurs facteurs dont le barrage de Bandia. Les seuls apports en eau douce se font par les précipitations et la nappe. Le système laguno-estuarien de la Somone est caractérisé par un fonctionnement hydrologique inverse où les influences marines prédominent. La mangrove, à dominance de Rhizophora, est l'unité caractéristique de ce système côtier. L'évolution diachronique sur 60 ans montre une modification importante de tous les faciès, internes et externes, de l'écosystème. La mobilité de la flèche sableuse d'embouchure, qui s'est traduite par deux comblements en 1967-1969 puis en 1987, est liée à des variations climatiques et météorologiques. L'évolution régressive des surfaces de mangrove, entre 1954 et 1989, est le résultat de l'effet conjugué de ces périodes de comblements, de la sécheresse et des usages traditionnels de la mangrove. La restauration de la mangrove est essentiellement due aux politiques de reboisement administrées dans les années 2000. L'évolution annuelle et saisonnière montre que le remaniement interne est le processus hydro-sédimentaire dominant. Le taux de sédimentation moyen des vasières est de 2 à 3 mm/an. La dynamique de la flèche sableuse à l'embouchure de la Somone joue un rôle fondamental sur l'évolution et la qualité des faciès internes, notamment la mangrove. L'ouverture permanente de l'embouchure permet un renouvellement biquotidien des eaux dans le système laguno-estuarien, essentiel pour réguler les fortes teneurs en sels. Les faibles teneurs des sédiments en carbone organique total, témoignent de la faible production de la mangrove en matière organique car il s'agit d'une mangrove jeune et de forme rabougrie. Les processus diagénétiques se font en anaérobiose et essentiellement dans les 10 premiers cm du sédiment, sur du dépôt récent. La contribution des mangroves jeunes, comme celles de la Somone, au processus de stockage du carbone organique est faible. L'écosystème laguno-estuarien de la Somone est un système fragile et très réactif dont l'évolution, à l'échelle humaine, est rapide et liée à des effets cumulés de facteurs naturels et anthropiques.

Actuellement, la prévision de l'évolution d'un système littoral représente un enjeu social important. De nombreuses études sont réalisées afin de mieux connaitre la dynamique côtière et donc de comprendre les facteurs qui influencent son évolution. Cette dynamique est contrôlée par la morphologie, les apports sédimentaires, l'hydrodynamique, l'eustatisme... qui agissent à des échelles de temps différentes et avec de fortes interactions. A l'échelle géologique, l'architecture des dépôts, contrôlée par l'eustatisme et la subsidence, est parfaitement décrite dans les zones à forts apports sédimentaires. Par contre, dans les zones à faibles apports sédimentaires, l'enregistrement des cortèges côtiers est réduit et est difficile à interpréter. L'analyse de 250 kilomètres de profils sismiques THR sur le littoral languedocien (Nord du Golfe du Lion, France), de carottages et de données de terrain a permis de déterminer la géométrie en trois dimensions des cortèges sédimentaires côtiers depuis le Quaternaire jusqu'à l'actuel. Ces observations montrent l'importance de la dynamique longshore sur les littoraux pauvres en apports sédimentaires directs. De plus, l'étude d'un système lagunaire sur ce littoral met en évidence les concepts de lagunes protégées et lagunes isolées ainsi que l'importance des vallées incisées dans la génèse de ces environnements. Enfin, la modélisation en laboratoire des processus d'incision de chenaux sous contrôle eustatique et climatique permet de discuter le rôle des vallées incisées en milieu côtier.

Cette thèse traite de la morphodynamique pluri-décennale des environnements sableux soumis à l’action combinée des courants de marée et des vagues. Dans ces travaux, une approche de modélisation numérique basée sur les processus hydro-sédimentaires est utilisée, celle-ci étant combinée à des données collectées au sein du laboratoire LIENSs au cours de ces dernières années sur différents sites ateliers (i.e. données bathymétriques, hydrodynamiques, et sismiques). Afin de réaliser des simulations morphodynamiques de ce type d’environnement côtier, deux principaux développements ont été apportés au modèle : (1) la prise en compte de l’hétérogénéité granulométrique du sédiment, et (2) le calcul de l’évolution du fond suivant un schéma numérique basé sur le formalisme WENO et adapté à un maillage de type non-structuré. La première application du système de modélisation a concerné l'évolution rétrospective du banc de sable estuarien de la Longe de Boyard, situé en baie de Marennes-Oléron, sur la période 1960 à 2000. Les résultats de ce travail ont tout d'abord montré qu'en dépit de la morphologie globale du banc indiquant une dominance de la marée, la contribution des vagues était essentielle pour expliquer son évolution pluri-décennale. La rythmicité de l’accrétion sédimentaire observée et simulée dans la partie sud du banc a ensuite pu être analysée d'un point de vue stratigraphique, grâce à la prise en compte de l'hétérogénéité granulométrique du sédiment dans le modèle. Le lien entre la rythmicité des variations granulométriques du sédiment dans cette zone et la saisonnalité du climat de vagues a ainsi été mis en évidence. La seconde application du système de modélisation a concerné l’évolution de la flèche sableuse d'Arçay, située sur le littoral vendéen. Les résultats de simulation morphodynamique suggèrent que l’évolution de cette flèche, principalement contrôlée par les vagues, présente un comportement combinant allo-cyclicité et auto-cyclicité. / This work considers the pluri-decadal morphodynamic modeling of sandy coastal environments subjected to tides and waves. A process-based numerical model is used, together with a collection of field data from the LIENSs laboratory (i.e. bathymetric, hydrodynamic, and seismic data). To simulate the morphodynamic of these environments, two main numerical developments have been added to the model : (1) the sediment heterogeneity, and (2) the bed evolution computation following a WENO-based scheme adapted to unstructured grids. The first model application concerns the 40-year hindcast (period 1960 to 2000) of a wide estuary mouth sandbank located in the Marennes-Oléron bay : the Longe de Boyard sandbank. Numerical results suggest that this sandbank long-term evolution is strongly controlled by waves, in spite of its global tide-dominated morphology. Rhythmic nature of sediment accretion, which is observed and modeled in the south part of the bank, was then analyzed from a stratigraphic point of view thanks to the integration of sediment heterogeneity into the model. Grain size rhythmic variations in this area appeared to be related to local wave climate seasonality. The second model application considers the Arçay sandspit evolution (Vendée coast). Morphodynamic results suggest that this sandspit evolution, mainly controlled by waves, is characterized by a combination of both autogenic and external-influenced behaviors.

L'estuaire du Mono est établi dans la partie occidentale du littoral béninois. C'est un estuaire microtidal à dominance de houle qui assure les échanges avec la mer par le biais d'une embouchure tidal connue sous le nom de "Bouche du Roi". Il forme un système hydrosédimentaire côtier associé à trois générations de cordons de barrières témoins des dernières oscillations marines du Quaternaire récent. Ce travail de thèse a permis d'étudier la dynamique des cordons de barrières de l'estuaire du Mono à diverses échelles temporelles et suivant une approche résolument pluridisciplinaire et instrumentale. Les résultats montrent que les deux anciens cordons barrières de l'estuaire se sont construits et détruits au rythme des variations du niveau marin du Quaternaire récent. Par contre, la dynamique contemporaine des cordons barrières actuels (plage actuelle) se traduit par la morphogénèse d'un système de flèche-crique, sous le contrôle du régime de houle et des conditions de marée d'une part, puis des saisons hyrdologiques du fleuve d'autre part. Avant la mise en service du barrage de Nangbéto, du fait du caractère temporaire des écoulements du Mono, la morphodynamique du couple flèche-crique était limitée dans l'espace et dans le temps. Mais depuis la mise en eau du barrage en 1987, cette morphodynamique est devenue persistante, en raison de la consistance et de la permanence des écoulements du Mono désormais régulés par le barrage. Les conséquences de cette morphodynamique anthropique sur l'environnement physique et humain sont incommensurables : pertes des plages à très hautes renommée touristique, engloutissement des terres et des cultures (salicultures, cultures agraires, aquacultures,...) par la mer, destruction d'habitations et autres infrastructures socio-communautaires (écoles, routes,...), déplacements de populations, exhumation des dépouilles de parents défunts,...La solution de mitigation proposée est le déplacement des populations de Hokoué et de Docloboé et la pratique périodiques (tous les 7 ans) des ouvertures mécaniques au niveau de la plage d'Avlo. / The Mono river estuary is established in the Western part of the Benin coastal zone. It's a microtidal estuary with predominance of swell. It ensures the exchanges with the sea by means of a tidal inlet named "Bouche du Roi". It forms a coastal hydro-sedimentary system associated with three generations of sand barrier which attest the last marine oscillations of the recent Quaternary. This thesis work studies the dynamics of these barriers-inlets on various temporal scales and according to a multi-field approach. The results show that the two old sand barriers are built and destroyed at the rhythm of marine level variations of recent Quaternary. On the other hand, the contemporary dynamics of the current barrier results in the morphogenesis of a spit-creek system, under control of littoral drift, tide conditions and hydrological seasons of the Mono river. Before the startup of Nangbeto dam, because of the temporary character of the Mono flows, the spit-creek morphodynamic was limited in space and time. But since the operating of the dam in 1987, the spit-creek morphodynamic became persistent, owing to consistency and permanence of Mono flows from now on controlled by the dam. The effects of this anthropic morphodynamics on the physical and human environment are immeasurable : loss of touristic beach, swallowing up of grounds and cultures (salt productions, agrarian cultures, aquacultures,...), destruction of dwellings and other socio-community infrastructures (schools, roads,...), populations displacements, exhumation of late parents remains,... The migration solution proposed consists in displacement of Hokoue and Docloboe populations and in periodical practice (every 7 years) of mechanical breaches on the level of Avlo beach.