Les tempêtes tropicales sont l'un des principaux moteurs des niveaux d'eau extrêmes notamment à cause des forts vents, des pluies torrentielles et des fortes houles qui les accompagnent. L'océan Pacifique nord-ouest est l'endroit où ces tempêtes tropicales (appelées typhons dans cette zone) sont les plus violentes au monde dépassant souvent les 95 nœuds de vent (175 km/h). L'île de Taïwan subit chaque année 3 à 4 typhons qui la frappent directement et une vingtaine qui passent à proximité de l'île. La quantification des variations du niveau instantanée de l'eau reste encore aujourd'hui un sujet de recherches actif. En effet, l'identification des processus physiques qui peuvent devenir dominants sur le niveau en conditions paroxysmales est cruciale pour la gestion et la protection des zones côtières. Ce travail de thèse basé sur une approche numérique, permet de discuter les mécanismes hydrodynamiques régionaux fondamentaux à l’origine de l’élévation du niveau d’eau le long de la barrière sableuse de Wan-Tzu-Liao au sud-ouest de Taïwan. L'utilisation du modèle de circulation 3D SYMPHONIE et du modèle de vagues WAVEWATCH III permet d'étudier la saison de mousson 2011 et la saison des typhons 2012 sur une zone s’étendant à environ 600 km autour de l’île de Taïwan. Ces simulations intègrent convenablement la totalité des forçages météo-marins ayant un rôle sur la circulation et le niveau d’eau à la côte : vent, flux atmosphériques, circulation grande échelle, marée, pression atmosphérique, rivières et vagues. Le couplage entre les vagues et les courants est complet en 3D et les deux modèles partagent la même grille de calcul. Par ailleurs, dans le cadre du projet franco-taïwanais KUNSHEN, un ensemble d'appareils a été déployé entre octobre 2011 et novembre 2012 le long d’un profil cross-shore de la barrière sableuse. La simulation complète de niveau d’eau rend compte des surcotes générées par les typhons avec une erreur de l'ordre de 0.1 m. Pour étudier les mécanismes hydrodynamiques, un ensemble de simulations a été réalisé afin d'isoler les contributions. Leur analyse montre que le forçage dominant est celui de la marée astronomique (~1 m), suivi par la circulation régionale (0.5-0.7m) puis des conditions météorologiques (0.2-0.3 m). Dans cette zone à forte dissipation énergétique, la contribution des vagues est négligeable avec moins de 0.1 m d'élévation. La contribution des rivières est, elle aussi, faible (< 0.1 m). / Tropical storms are the main engine of extreme water levels due to strong winds, abundant rainfalls and strong waves attached to these events. The western North Pacific ocean is one of places where these tropical storms (called typhoon in this area) are the most violent in the world exceeding 95 knots of wind speed (175 km/h). The island of Taiwan is located on the most of typhoons tracks which come from the western North Pacific. Every year, three or four typhoons strike Taiwan directly and around twenty pass near it. The quantification of instantaneous water levels variations is still studied by active researches. The identification of physical processes that can become dominant on water level during extreme conditions is crucial for the management and the protection of coastal areas.These PhD works, based on a numerical approach, allow to discuss the fondamental regional hydrodynamic mechanisms which control the sea surface elevation along the sandy barrier of Wan-Tzu-Liao located south-western Taiwan.We used the 3D circulation model SYMPHONIE and the wave model WAVEWATCH III to study the mousson season 2011 and the typhoon season 2012 on an area extending 600 km off Taiwan island. These simulations deal with most of the oceanographical forcings playing a role in the sea surface elevation at the coast : winds, air/sea fluxes, astronomical tides, regional circulation, rivers and waves. The coupling between waves and currents is fully in 3D and the two models share the same computational grid. Moreover, in the framework of the KUNSHEN project, a raft of devices were set in front of the Wan-Tzu Liao barrier from october 2011 to november 2012 along a cross-shore section. The full simulation of water level describes the storm surges generated by typhoons with errors of 0.1 m. With the aim to analyse hydrodynamic mechanisms, we performed a set of mono-forcing simulation that isolate each meteo-marine parameter. Their analysis show that astronomical tide is the dominant forcing (~1 m) followed by the regional circulation (0.5-0.7m) and the meteorological conditions (0.2-0.3 m). This zone displays a very strong dissipative feature that conducts to a very low waves contribution on the sea surface elevation (< 0.1 m). They display also a low contribution of rivers around Taiwan (< 0.1 m).

Ces travaux de thèse concernent la morpho-dynamique d'une plage de poche sableuse, située en environnement macrotidal. L'étude est menée sur la plage de Porsmilin, une plage de type intermédiaire avec une terrasse de basse mer. Cette étude s’appuie sur des observations in situ acquises lors de campagnes de mesures, organisées au cours de cette thèse. Le principal objectif est de caractériser le rôle de la pente, dans l'équilibre dynamique existant entre les processus hydrodynamiques et la morphologie de la plage. La dynamique des niveaux d’eau, de la propagation des ondes infragravitaires et de la turbulence sont examinés et mis en regard des variations morphologiques de la plage, en particulier de la pente locale de la plage. Les niveaux d’eau sont globalement sous-estimés par les formulations empiriques proposées dans la littérature. Des formules adaptées au site de Porsmilin sont présentées. L’impact de la brisure de pente observée le long du profil de plage sur la dynamique de la plage, est étudié. La variabilité de la position de la brisure de pente est impliquée dans les processus d’accommodation à court terme de la plage. Cela se traduit par un retrait vers le haut de plage de la brisure de pente, permettant une dissipation plus efficace de l’énergie incidente par la terrasse de basse mer. En revanche, ce retrait peut conduire, à une concentration d’énergie importante en haut de plage, lors de conditions particulièrement énergétiques, associées à un marnage important. La position de la brisure de pente pourrait être un bon indicateur de l'état de vulnérabilité de la plage face à des évènements énergétiques, ce qui constitue une information primordiale dans le contexte actuel d’érosion généralisée des littoraux sableux. / This PhD work is focused on the morphodynamic of a pocket beach, located in a macrotidal environment. The beach type is intermediate, with a low tide terrace. The study is based on in situ observations, collected during field campaigns organized during the PhD. The objective is to characterize the beach slope impact on hydrodynamics processes and beach morphology. The water levels dynamic, infragravity waves propagation and turbulence generation in the swash zone, are examined and linked to the beach slope variability.The empirical formulations proposed in the literature show large under-estimations of water levels in the site. Empirical formulations adapted to the beach are proposed.The characteristic break slope presents along the cross-shore profile of low tide terrace beaches is studied. The variability of the break slope location is relevant to explain the short term accommodation of the beach. Under incident wave energy, the location of the beach slope moves shoreward, allowing higher wave dissipation by the low tide terrace. Nevertheless, the reflective part is reduced, which leads to a vulnerable state of the upper beach under strong forcing associated with high tide. The location of the beach slope is found to be a good indicator of the beach vulnerability under a given wave forcing. It provides valuable information in the globalized beach erosion context.