A l’heure de la mondialisation, auteure d’une croissance sans limites de nos métropoles, la mobilité devient fer de lance ou symptôme de notre société. Le regard porté sur elle s’appuie sur les discours et théories qui ont retenu l’attention des chercheurs depuis les années 2000, et interroge les interrelations structurantes entre mobilité et espace public au prisme des phénomènes de métropolisation. L’espace public est ainsi questionné à travers une lecture morphodynamique faisant de la mobilité son nouveau cadre conceptuel. Cette approche fondée sur la primauté du mouvement amène à considérer l’espace à travers la notion de spatialité développée ici selon trois rapports spatiaux – abstrait-concret (« espace-substance »), scalaire-métrique (espace topologique), localisation-mouvement (espace de perception) – qui se déclinent en trois dimensions spatiales : l’espace-lieu, l’espace-liaison, l’espace-étendue. A travers cette proposition de lecture de l’espace émerge une redéfinition dynamique des catégorisations spatiales, jusqu’à présent fondées sur la typomorphologie, à partir d’une approche morphodynamique, c’est-à-dire qui tient compte des rapports entre les forces, les mouvements et les formes. Les modèles de représentation des métropoles sont ainsi requestionnés, au même titre que les dynamiques métropolitaines actuelles. Ce cadre théorique appliqué au concret rejoint l’hypothèse que si de prime abord les ancrages semblent traqués ils restent le socle de la mobilité, qui appliquée à l’espace urbain devient un vecteur de métropolisation au cœur d’un jeu d’organisation spatiale entre le local et le global. Il promeut un retour à la lenteur en réponse au paradoxe des modalités de déplacement dans les métropoles du XXIe siècle et met en évidence le modèle de la ville des courtes distances comme une nouvelle dynamique organisationnel de l’espace métropolitain. / Today, mobility is spearhead of our contemporary metropolises. This thesis consists in studying of interrelation between mobility and metropolitan public spaces. The main topic are focus the relation of mobility systems to metropolitan territories and places, through fields of knowledge and action as varied as architecture, engineering, geography, new technologies, and others. This thesis examines the structuring interrelations between mobility and public space in the light of metropolisation phenomena. Public space is questioned through a morphodynamic approach based on the primacy of movement and making mobility its new conceptual framework. That means to consider the notion of spatiality according to three relationships - abstract-concrete ("space-substance"), scalar-metric (topological space), location-movement (space of perception) - witch are declined in three spatial dimensions (little, medium and large) : the space-place, space-connection, extended-space. Through this analysis proposal emerges a dynamic redefinition of spatial categorizations - until now based on typomorphology - from a morphodynamic approach based on the relationships between forces, movements and forms. Consequently, the models of representation of the metropolises and the current metropolitan dynamics are challenged with crossing of spatial and temporal scales. This theorical framework is based on the assumption that if anchors seem tracked, its remain the base of mobility. Mobility becomes a vector for metropolisation in a game of organization between local scale and large scale. This values a return to the pedestrian scale because it seems that to go fast it's necessary to introduce the slowness. From my point of view, this case appears in the short distances city as a new dynamic model of organisation of the metropolitan space through distance control, urban diversity and multipolarity. An architecture of mobility as the fabric of the city, landscape and territory.

Ce travail porte sur l'évolution morphologique des profils transversaux des plages sableuses soumis à l'action de houles irrégulières. L'étude s'appuie sur de la modélisation physique menée dans le canal du LEGI (36 m). L'originalité consiste en l'utilisation d'un sédiment de faible densité permettant de respecter les lois d'échelle et d'obtenir des plages expérimentales en similitude avec des plages observées en nature. Le concept de plage à l'équilibre morphologique pour un climat de houle donné a pu être vérifié et la classification de Wright & Short (1984) est ici raffinée dans le domaine des nombres de Dean intermédiaires (1

Cette thèse traite des processus morphogénétiques au cours de l’embryogenèse pré-coce des vertébrés par le biais d’une étude mathématique et physique des lignagescellulaires spatio-temporels reconstruits à partir d’imagerie 3D+temps in vivo. Notreméthodologie repose sur une représentation de type système complexe de l’embryonavec ses différents niveaux d’organisation en interaction et l’analyse formelle des dé-placements cellulaires dans l’espace et dans le temps. Nous avons conçu et mis enœuvre une méthodologie originale pour identifier dans les lignages cellulaires la for-mation de compartiments en cohérence avec les repères anatomiques et l’organisationdes organes présomptifs. En outre, nous proposons une stratégie pour inférer les forcesbiomécaniques sous-jacentes. Nous délivrons également une interface informatique er-gonomique, d’abord déployée pour mettre en œuvre notre méthodologie, mais aussiconçue pour être extensible et versatile. Ces outils visent à construire une représenta-tion commune pour les biologistes, les mathématiciens, les physiciens et les informati-ciens explorant les processus de la morphogenèse des organismes vivants. / This thesis approaches morphogenetic processes in the early embryogenesis of verte-brates through the mathematical and physical study of spatio-temporal cell lineagesreconstructed from in vivo 3D+time images. Our methodology is based on a complexsystems representation of the embryo, with the interaction between levels of organiza-tion and the formal analysis of cell displacements in space and time. We designed andimplemented an original methodology to identify in cell lineages the formation of com-partments in consistency with anatomical landmarks and the organization of presump-tive organs. In addition, we proposed a strategy to infer the underlying biomechanicalforces. We also delivered a user-friendly computer interface, first deployed for usingour methodology but also designed to be extensible and versatile, which aims to bea common ground for biologists, mathematicians, physicists and computer scientistsinvestigating morphogenetic processes in living systems.

Le littoral méditerranéen oriental du Maroc compris entre l’oued Kiss et le Cap des Trois Fourches s’étire sur près de 120 km. Ce littoral, objet de notre étude, est caractérisé par des unités morphologiques variées : embouchure, baies, lagune, plages, flèches sableuses, tombolo, falaises (vives et mortes). C’est une zone particulièrement intéressante pour l’étude et la compréhension de l’influence des processus naturels et anthropiques sur la dynamique sédimentaire. L’augmentation des activités industrielles et l’urbanisation croissante ont conduit ces dernières années à la construction de nombreux ouvrages le long de la côte, conduisant à des modifications dans la distribution des sédiments et à une dégradation de l’environnement naturel de certaines plages. L’étude sédimentologique couplée à l’analyse des photos aériennes de plusieurs missions a permis de caractériser les différents environnements de ce littoral, de reconstituer la dynamique des différents environnements sédimentaires et de souligner les facteurs, les processus hydrologiques et hydrographiques qui contrôlent ce littoral méditerranéen. Les analyses minéralogiques, en particulier l’étude des minéraux lourds, nous ont fourni des indications sur l’origine des sédiments, la nature du bassin versant fournisseur, également ont permis de mettre évidence deux secteurs morphosédimentaires de part et d’autre de l’embouchure de la Moulouya. Á l’Est, on trouve un secteur en démaigrissement et un secteur en accrétion est situé dans la partie Ouest de l’embouchure de la Moulouya. L'évolution morphodynamique de chacun de ces deux secteurs résulte des interactions entre les facteurs naturels et l’impact des aménagements réalisés sur cette portion de littoral / The Eastern Mediterranean coastline of Morocco ranging between Kiss and the Cap of the Three Fourches is stretched along nearly 120 km. This littoral, the object of our study, is characterized by varied morphological units: mouth, bays, lagoon, beaches, sand, tombolo, cliffs (formed and dead). It is a particularly interesting zone for the study and the comprehension of the influence of the natural and anthropic processes and sedimentary dynamics. During the last few years the increase in the industrial activities and the increasing urbanization led to the construction of many works along the coast, leading to modifications in the distribution of the sediments and to a degradation of the natural environment of certain beaches. The sedimentological study coupled with the analysis of aerial photographs (of several missions) made it possible to characterize the various environments of this littoral, to reconstitute the dynamics of the various sedimentary environments and to underline the factors, the hydrological and hydrographic processes which control this Mediterranean coastline. The mineralogical analysis, the study of heavy minerals in particular, provided indications on the origin of the sediments, the nature of the catchment supplier area and made it possible to put two morphosedimentary sectors obvious on both sides of the mouth of Moulouya. The morphodynamic evolution of each one of these two sectors results from the interactions between the natural factors and the impact from the installations carried out on this portion from littoral

La thèse s'attache à l'étude des processus hydrodynamiques et hydro-sédimentaires ``cross-shore'' affectant la morphodynamique des plages sableuses dissipatives soumises à l'action des vagues, de la marée et des rechargements artificiels. La méthode choisie, qui s'appuie sur la modélisation numérique déterministe, couple le modèle de propagation de vagues FUNWAVE basé sur les équations complètement non linéaires de Wei et al. avec deux modèles de transport sédimentaire et un module d'évolution morphologique. Le premier modèle de transport, 1DH, intègre la vitesse près du fond corrigée par Lynett et la formule de transport sédimentaire total de Bailard. Le second modèle, pseudo-2DV, est une juxtaposition de modèles 1DV de turbulence exprimée en coordonnée sigma. Ce double outil est validé par des mesures de laboratoire (principalement dans le canal Delta Flume du Delft Hydraulics aux Pays-Bas) et in situ sur la plage de Pentrez en baie de Douarnenez (Finistère). Il reproduit bien la propagation des vagues, la distribution verticale des vitesses et des concentrations de sédiments en suspension, et de manière satisfaisante en dépit d'un lissage excessif l'évolution morphologique comme le mouvement des barres. La version 1DH, plus stable et moins coûteuse en temps calcul que la version pseudo-2DV, a été appliquée pour quantifier l'influence des différents paramètres sur la morphodynamique de plages planes soumises à l'action conjuguée des vagues et de la marée. Les résultats des simulations sont conformes au modèle descriptif de Masselink et Short. Finalement, ce modèle 1DH a été mis en oeuvre pour explorer l'évolution de rechargements artificiels et esquisser quelques recommandations préliminaires sur leur pratique.

Ce travail concerne la morphodynamique de la plage macrotidale Omaha beach en Normandie. L'objectif est d'étudier l'évolution morphologique des barres intertidales à partir de mesures topographiques et hydrodynamiques selon deux échelles temporelles complémentaires. A court-terme (échelle du cycle tidal à la semaine), la morphologie est conditionnée par l'intensité de l'agitation modulée par les cycles tidaux. En faible agitation, la migration des barres vers le haut de plage est générée par des transferts de sables du revers vers le talus dans la zone de swash et de déferlement. Une augmentation de l'agitation s'accompagne d'une intensification du courant de retour et peut entraîner l'érosion des barres de la partie supérieure de la plage. A moyen terme (échelle mensuelle à annuelle), les barres intertidales présentent un comportement morphodynamique séquentiel. Les phases d'accrétion correspondent à des périodes de faible agitation pendant lesquelles les barres se construisent et migrent vers le haut de plage à une vitesse inférieure à 1 m par jour. A l'inverse, les phases de destruction résultent des tempêtes dont l'action érosive est modulée par le niveau tidal et la morphologie pré-existante. L'alternance de ces phases est liée à l'exposition particulière de la plage d'Omaha beach vis à vis des vents dominants. Une dynamique longitudinale des barres et des chenaux de drainage associés est également mise en évidence. C'est un facteur de déstabilisation des barres qui fragilise leur résistance à l'action des tempêtes. De plus, la présence des barres et leur évolution morphologique est la traduction topographique de réorganisations d'un stock sableux intertidal stable. Les conditions d'apparition, de migration et de destruction des barres intertidales ainsi identifiées, l'évolution morphodynamique d'Omaha beach est alors schématisée sous la forme d'un modèle d'évolution et une hypothèse de formation des barres intertidales sur les estrans macrotidaux est proposée

Dans un contexte d'anthropisation croissante de la frange littorale, et d'intensification des risques côtiers, la mise en œuvre de politiques de Gestion Intégrée des Zones Côtières (GIZC) s'impose. Cette gestion se concrétise notamment par un suivi de l'évolution littorale, nécessitant des techniques adaptées à ce type d'environnement et permettant de mesurer les variations morphologiques mais également de mieux comprendre les processus mis en jeu. Cette thèse s'inscrit dans la problématique de développement de méthodes d'observation et de quantification de l'évolution morphodynamique. Elle se focalise sur un suivi 3D à très haute résolution spatiale de l'interface Terre-Mer au niveau d'une plage sableuse, de l'échelle journalière à pluri-annuelle. Les méthodes proposées s'appuient sur des techniques de télédétection : stéréo-photogrammétrie depuis un drone hélicoptère, acquisitions au Scanner Laser Terrestre (TLS) et acquisitions au Sondeur Multi-Faisceaux (SMF) petits fonds sur les parties immergées de la plage. Pour chacune de ces techniques, nous avons élaboré un protocole spécifique d'acquisition et de traitement des données aboutissant à la génération de Modèles Numériques de Terrain (MNT), puis de MNT différentiels diachroniques. Cette approche multi-source permet de fusionner les données terre-mer (sur une frange s'étendant du haut de plage à 15 m de profondeur) et offre ainsi une vision synoptique des transferts de matière au sein du compartiment sédimentaire. Les techniques présentées ont été mises en oeuvre à la Plage de Porsmilin (Mer d'Iroise). Les résultats des levés récurrents ont fait l'objet d'une analyse de la variabilité morpho-sédimentaire à différentes échelles spatio-temporelles. Le suivi de la cellule sédimentaire a permis de déterminer la profondeur de fermeture à l'échelle annuelle et d'identifier les tendances saisonnières. Aux échelles spatio-temporelles plus fines, nous avons pu étudier l'évolution de figures sédimentaires telles que des bermes ou des croissants de plages. Autant que possible, chaque observation s'accompagne d'une identification du (des) forçage(s) hydrodynamique(s) sous-jacent(s).

Les dunes de sable sont des formes très présentes en milieu marin. Comprendre l'évolution des dunes est un enjeu important pour prévoir les caractéristiques de l'écoulement, les flux sédimentaires, et les variations de la bathymétrie. Les dunes sous-marines représentent un risque pour les activités humaines, a fortiori avec l'intérêt croissant pour les énergies marines renouvelables, pour la navigation, ou l'industrie offshore. Bien que la connaissance des dunes représente un intérêt scientifique et opérationnel de premier ordre, les processus physiques conduisant leur évolution sont toujours mal compris. En outre, la prévision de leurs caractéristiques géométriques et de leur dynamique basée essentiellement sur des formules empiriques reste peu précise. Dans ce travail de thèse, un modèle numérique est d'abord utilisée pour modéliser les dunes soumises à un écoulement stationnaire. Les simulations reproduisent l'évolution d'un fond faiblement perturbé jusqu'à un champ de dunes en équilibre avec l'écoulement et apportent des connaissances approfondies sur les processus physiques mis en jeu. Ensuite, les résultats d'un ensemble de campagnes de mesures réalisées dans la passe sud du bassin d'Arcachon permettent d'étudier la dynamique des dunes tidales in situ et relier leur asymétrie et leur migration aux résiduels de transport sédimentaire. Enfin, l'application du modèle numérique avec les conditions de forçages extraites des campagnes de mesures permet de reproduire la dynamique des dunes tidales ainsi que la génération de rides d'un ordre de grandeur comparable aux rides surimposées observées in situ. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes en vue du développement d'un modèle opérationnel de prévision de la dynamique des dunes tidales. / Sand dunes are ubiquitous beforms in nature within subaqueous environments. Understanding dune evolution is important issue to accurately predict the ow circulation, sediment uxes and bathymetric variations in sandy subaqueous environments. Sand dunes may pose a significant risk for offshore activities in coastal environments, especially with the growing development of renewable marine energy, for navigation or the offshore industry. Although sand dunes represent a great scientific and operational interest, their evolution is still poorly understood due to their complex behavior. The aim of the thesis work was to study the physical processes driving the evolution of subaqueous sand dunes and to understand their in situ dynamics within tidal environments. First, a numerical model was employed to simulate sand dunes under stationary current conditions. The simulations reproduced the morphodynamic evolution of a slightly perturbed bed until a steady sand dune field in equilibrium with the ow. The results offered a deeper understanding of the physical processes driving the bed evolution to equilibrium. Second, an array of in situ measurements was carried out into the Arcachon inlet, in southwest France, to study the dynamics of tidal sand dunes. For the first time their asymmetry and migration rates were linked to the sediment uxes residuals on a spring-neap tidal cycle. Finally, the numerical model was adapted both to simulate the dynamics of tidal sand dunes, and generate bedforms of the same order of magnitude as the in situ dune-superimposed ripples starting from a at bed. These results open promising perspectives for the development of a numerical tool capable of predicting the behavior of sand dunes within tidal environments.

La thèse a pour objectif l'étude des plages sableuses enclavées, i.e. contraintes aux extrémités par des caps rocheux, soumises aux vagues et à un cycle de marée morte-eau vive-eau. Une double approche complémentaire liant études numériques et observations et mesures in situ sur un site-atelier a été retenue. Deux modèles déterministes basés sur les différents processus physiques (hydrodynamiques, hydro-sédimentaires et morphodynamiques) en jeu dans la zone littorale et moyennés sur la verticale (2DH) on été sélectionnés. Le code XBeach (Roelvink et al., 2009) utilise un maillage aux différences finies et intègre certaines spécificités tels qu'un modèle de propagation d'un rouleau d'écume ("roller"), un modèle de génération d'ondes longues et un modèle de développement d'un contre-courant de retour "undertow". Le code TELEMAC (Hervouet, 2007) utilise un maillage aux éléments finis. Pour le site-atelier, les plages enclavées adjacentes de La Palue et de Lostmarc'h en Presqu'île de Crozon (Finistère) ont été choisies pour leur bathymétrie complexe (présence de chenaux de baïne et d'un saillant) et leur géométrie complexe (caps rocheux de longueurs diverses, îlot). Une année d'observations et de mesures in situ (levés topographiques, pose de courantomètres ADV) a été entreprise entre le mois de septembre 2014 et le mois de septembre 2015, par diverses conditions météorologiques.Dans un premier temps, la dynamique globale des plages enclavées, représentées schématiquement par une échancrure rectangulaire, a été appréhendée. En particulier, la genèse d'une barre de déferlement en zone subtidale sous l'influence des dimensions de l'échancrure rocheuse, d'un cycle de marée morte-eau vive-eau et de houles énergétiques a été illustrée à travers plusieurs séries de simulations numériques à l'aide du code XBeach.Dans un deuxième temps, la modélisation hydrodynamique des courants sur les plages de La Palue et de Lostmarc'h a été effectuée, avec l'objectif d'étudier l'influence des caractéristiques des houles (hauteur, période et direction) et de celles de l'échancrure rocheuse (longueur des caps, espacement des caps, inclinaison des pointes) sur la prédiction des courants. Une ouverture sur la modélisation aux éléments finis (TELEMAC) en comparaison à celle aux différences finies (XBeach) a été présentée. Le code XBeach a été validé sur le plan hydrodynamique grâce aux mesures in situ d'une campagne de terrain réalisée en janvier 2015. Une étude numérique hydro-sédimentaire sur une lunaison complète (du 01 septembre 2015 au 29 septembre 2015) a alors été entreprise à l'aide du code XBeach, afin d'étudier l'intensité et la direction des flux sédimentaires instantanés et résiduels au gré des différents climats de houle et de marée, et selon les différents secteurs typologiques des plages de La Palue et de Lotsmarc'h. Cela a permis de mettre en évidence les particularités de la dynamique des plages enclavées par rapport aux plages ouvertes "quasi-infinies", tels que le phénomène de "contournement de cap", mais aussi les similitudes. Les résultats du code XBeach, pour différentes configurations du modèle, ont par ailleurs été comparés aux levés topographiques réalisés au cours du mois de septembre 2015.Dans un troisième temps, après une analyse statistique approfondie des climats de houle au large des plages de La Palue et de Lostmarc'h sur une période de 7 ans, l'impact morphodynamique de tempêtes extrêmes (houles décennale et cinquentennale) conjugué à celui de la hausse du niveau marin induit par le changement climatique, a été estimé sous la forme d'une étude numérique à l'aide du code XBeach sur un profil transversal au sud de la plage de La Palue / In this thesis, waves and neap-spring tide action on sandy embayed beaches constrained by rocky headlands is studied. A complementary approach combining numerical modeling and in situ measurements is used. Two deterministic model based on major physical processes (hydrodynamics, hydro-sedimentary and morphodynamics) present in the coastal zone and averaged over the water height (2DH) have been selected. XBeach (Roelvink et al., 2009) employs a finite difference scheme and incorporates some specific processes such as a roller, wave groups and the associated bound long wave and a undertow. TELEMAC (Hervouet, 2007) is a finite element scheme. Nearby sandy embayed beaches of La Palue and Lostmarc'h (Crozon Peninsula, Finistère) have been chosen for their complex bathymetry (rip channels, tombolo) and geometry (headlands, small island). One year of in situ measurements (topographical surveys, ADV velocimeters) between septembre 2014 and september 2015 has been undertaken, with different waves and tide climates.Firstly, the overall dynamics of embayed beaches built schematically in the form of a rectangular indentation has been caught. Especially, subtidal sandbar formation under the influence of waves, neap-spring tide and rocky headlands has been studied through several sets of numerical simulations.Secondly, hydrodynamic modelling on the embayed beaches of La Palue and Lostmarc'h has been made with the aim of study influence of waves characteristics (height, period and direction) and indentation's ones (headlands length, spacing between headlands, headlands inclination) on the prediction of currents. A simulation using finite element scheme (TELEMAC) has been achieved and compared to those using finite difference scheme (XBeach). XBeach currents predictions at two locations on the beaches of La Palue and Lostmarc'h over the period from the 21st January 2015 to the 23rd January 2015 have been compared to in situ measurements to validate the model. Whereupon, a numerical hydro-sedimentary simulation (using XBeach) over a full lunation from the 1st September 2015 to the 29th September 2015 has been undertaken on these two beaches, with the aim of study the intensity and direction of sediment flux (instantaneous and residual) for various waves and tide climates and for different morphological areas. This work has helped to highlight the dynamics features of embayed beaches compared to open beaches ones, such as headland sand bypassing, but also similarities. Moreover, XBeach morphodynamics predictions have been compared to in situ measurements for different model setup.Thirdly, after an in-depth statistical analysis of wave climates over a 7 year period offshore of La Palue and Lostmarc'h beaches, the morphodynamic impact of extreme storm waves (ten-yearly and fifty-yearly) combined to a sea level rise induced by climatic change on a cross-shore bottom profile south of La Palue has been estimated through a numerical study (using XBeach)

Cette étude tente de modéliser les taux de transport de sédiments et l'évolution du lit dans un milieu estuarien complexe : l'estuaire de la Gironde, caractérisé par une grande hétérogénéité dans la composition des sédiments de lit, avec la présence de sédiments cohésifs et non-cohésifs ainsi que des mélanges sablo-vaseux. Notre objectif principal est d'étendre un modèle morphodynamique 2D développé par Huybrechts et al. (2012b) pour les sédiments non-cohésifs, afin de tenir compte de la présence de la vase et d'établir une étape préliminaire pour un modèle morphodynamique de sédiment mixte. Notre cadre est le système Telemac (version 6.1) où l'approche bi-dimensionnelle a été sélectionnée pour des simulations à grandes échelles spatiales (150 km) et moyen terme (5 ans).La première partie de ce travail est consacrée à la compréhension des processus de sédimentation-consolidation de la vase pure, en combinant expériences et modèles 1D verticaux. Les processus du sédiment cohésif sont ensuite intégrés dans le modèle morphodynamique de l'estuaire de la Gironde. Des expériences d'érosion et de dépôt ont été réalisées au laboratoire RWTH (Université d'Aachen, Allemagne) pour calibrer les paramètres des lois d'érosion et de dépôt. En outre, l'effet de la consolidation est pris en compte à travers la mise en œuvre d'un modèle 1DV de sédimentation et consolidation basé sur la théorie de Gibson (Thiébot et al., 2011) en utilisant des équations de fermeture analytique pour la perméabilité et la contrainte effective. Une attention particulière est accordée à l'initialisation de la structure verticale du lit sédimentaire. Les mesures et les résultats du modèle sont comparés pour les concentrations des sédiments en suspension et pour l'évolution de fond en moyen terme (5 ans).Dans la deuxième partie, un nouveau modèle 1DV pour la sédimentation entravée des mélanges sablo-vaseux a été développé sur la base des modèles de bi-disperse non-cohésifs. La solution numérique a été réalisée en prenant en considération un schéma de haute précision dans l'espace par la technique de reconstruction WENO et en temps par un Discontinue de Galerkin local (DG). Le modèle est ensuite validé par rapport à une large gamme de données expérimentales (mono-disperse sable, vase, non-cohésif bi-disperse et le mélange non-cohésif/cohesif)