Les variations du niveau marin lors des grandes tempêtes affectent le littoral en provoquant de sévères inondations. L'objectif de cette thèse est d'apporter, grâce à la modélisation numérique (chaîne TELEMAC), une meilleure compréhension des phénomènes d'interaction entre surcote / marée / houle / vent dans la génération et la propagation des surcotes et des raz de marée dans les Pertuis Charentais, qui, grâce à une ligne de côte complexe et des faibles profondeurs, représentent un grand intérêt pour ce type d'étude. Dans cette thèse, nous avons démontré que la prise en compte de ces interactions est indispensable pour un modèle qui prétend à une prédiction précise des surcotes dans les Pertuis Charentais.

Les berges des grands fleuves soumis à des crues saisonnières et aux effets de la marée sont l'objet de glissements et d'éboulements causant des dégâts matériels et parfois des victimes humaines. Le présent travail consiste à étudier la stabilité des berges de rivière soumises à la marée en considérant l'influence des écoulements externe et interne de l'eau sur le massif du sol. On considère en particulier l'effet de la fluctuation du niveau d'eau à l'extérieur et à l'intérieur du massif sur la pression interstitielle dans le sol. Le modèle d'écoulement de Dupuit est adopté pour trouver la variation de la surface libre dans le massif. Une méthode des tranches est programmée pour calculer les coefficients de sécurité au glissement des berges soumises à la marée. Des études paramétriques sur la géométrique de la berge, sur les caractéristiques hydromécaniques du sol et sur celles de la marée sont ensuite présentées. L'érosion superficielle de la berge est simulée par différentes méthodes et couplée avec le calcul de stabilité. Enfin, des études des cas sur la baie du Mont-Saint-Michel et sur les rives du Mékong inférieur sont présentées.La comparaison entre les simulations et les mesures de surface libre pendant les marées nous permet de conclure quant à la pertinence du modèle d'écoulement de Dupuit dans le cas de milieux relativement homogènes et isotropes. Mais celui-ci s'avère moins précis pour des milieux plus complexes, tels que les milieux multicouches. La marée a un effet important sur les pressions interstitielles dans le sol, lesquelles subissent des phénomènes d'amortissement et de retard.Les facteurs de sécurité au glissement varient en fonction de la marée et ils sont minimaux pendant le reflux avant la basse mer à cause du retard de la surface libre dans le sol et de la décélération de la vitesse descendante de la marée avant la basse mer. Des abaques sont proposés donnant les domaines de sécurité en fonction de différents paramètres du sol, de la géométrie de la berge et de la marée. Ces abaques permettent également le calcul du coefficient de sécurité par interpolation linéaire.Quand la berge est submergée pendant un temps suffisamment long, la zone de rupture du massif se localise dans la partie supérieure de la berge et se produit à la pleine mer. Ce mode de rupture est observé aussi sur les sites étudiés (Mont-Saint-Michel). Au reflux, on met évidence un deuxième mode de rupture correspondant à des surfaces de glissement plus profondes liées à des pressions interstitielles résiduelles élevées.Dans la période de décrue (site de Kaoh Chorram), le coefficient de sécurité diminue avec la baisse du niveau de l'eau sous le sommet de la berge. A même niveau d'eau dans la rivière, le coefficient de sécurité à la décrue est inférieur à celui résultant d'un état d'équilibre. Des différences importantes s'observent aussi sur les surfaces de glissement entre les deux régimes.

Les instabilités inertielles sont des instabilités fluides excitées au sein de modèles physiques simplifiés de planètes ou d'étoiles. Elles peuvent générer un champ magnétique dynamo. Ce sont donc des alternatives aux écoulements forcés par la convection thermo-chimique pour générer les champs magnétiques dans les noyaux liquides des planètes et les enveloppes fluides des étoiles. Cependant, ces modèles simplifiés questionnent la pertinence des résultats, qui sont ensuite extrapolés aux contextes géo- et astrophysique. D'un point de vue fondamental, de récentes études numériques et expérimentales, réalisées à grande ellipticité pour compenser l'importance des effets visqueux dans les modèles, semblent en désaccord avec les prédictions théoriques (valides dans la limite asymptotique d'une diffusion négligeable et à faible déformation). De plus, de nombreux effets physiques sont négligés dans les modèles. Par exemple, seules les orbites circulaires ont été considérées. Bien que généralement de faible amplitude, l'excentricité induit une dépendance temporelle dans le forçage orbital, ce qui pourrait générer de nouveaux phénomènes. Enfin, l'existence des instabilités inertielles dans les enveloppes fluides stablement stratifiées en densité, comme les zones radiatives des étoiles chaudes de masse intermédiaire (dont la masse est comprise entre une et huit masses solaires), reste incertaine. La génération de champs magnétiques dynamos dans ces enveloppes stratifiées permettrait de réconcilier les modèles avec les observations astronomiques. Lors de cette thèse, nous nous sommes attachés à rapprocher les modèles (théoriques, numériques ou expérimentaux) des contextes géo et astrophysique. Nous avons combiné les approches théoriques (analyses de stabilité locale et globale) et numériques (simulations non linéaires) afin d'étudier les effets des forc cages mécaniques de rotation dans un ellipsoïde fluide. Nous montrons que la dissipation en volume n'est en fait pas négligeable dans les expériences de laboratoire et les simulations numériques, contrairement aux régimes planétaires et stellaires. Nous montrons aussi que l’excentricité orbitale peut, via la variation temporelle des axes de l’ellipsoïde, générer des instabilités fluides pour dans une gamme de paramètres où elles n’étaient pas attendues. Enfin nous avons étudié la capacité dynamo de l'instabilité de marée, dans les enveloppes stablement stratifiées en densité des étoiles chaudes de masse intermédiaire. Environ 10~% de ces étoiles ont un champ magnétique de surface, dont l’origine reste énigmatique. Nous montrons que l’instabilité de marée peut générer des dynamos de grande échelle dans les enveloppes fluides stablement stratifiées. En particulier, ce mécanisme serait susceptible d’expliquer le champ magnétique de faible intensité des étoiles en rotation rapide similaires à Vega et déformées par un compagnon orbital. / Inertial instabilities are fluid instabilities excited by mechanical forcings (e.g. tides, precession) in fluid bodies (e.g. planetary liquid cores or stellar envelopes) orbited by celestial companions. The nonlinear outcome of these instabilities can drive self-sustained, dynamo magnetic fields. Thus they could be an alternative to thermo-chemical convection to generate magnetic fields in geophysics and astrophysics. These instabilities have only been studied in idealised models, which challenges the extrapolation towards the relevant regimes in geophysics and astrophysics. Recent laboratory and numerical studies, performed in the achievable range of parameters (i.e. large deformations and overestimated diffusive effects), seem apparently not in agreement with theoretical predictions representative of celestial fluid bodies (i.e. extremely small deformations and vanishing diffusive effects). Several physical ingredients have been also neglected, such as the orbital eccentricity. This could drive additional tidal effects, as a result of the time-dependent forcing. Similarly, density variations have been largely neglected in these models. However, rotationally powered magnetic fields in stably stratified stellar envelopes could reconcile astronomical observations with dynamo models. In this thesis we have adopted more realistic models, by combining theoretical tools (linear stability analyses in unbounded and bounded fluids enclosed in ellipsoids) and numerical ones (direct numerical simulations) to study rotationally driven inertial instabilities. We show, with a linear stability analysis in bounded ellipsoidal geometry, that bulk diffusion cannot be neglected emph{a priori} compared to the boundary layer diffusion in laboratory experiments and simulations. This phenomena is not expected in celestial fluid bodies. We also show that an orbital eccentricity could generate additional instabilities in deformed bodies, for orbital configurations which were believed to be linearly stable. Finally, we have studied the dynamo capability of tidal flows in stably stratified fluid envelopes. These are idealised models of hot, intermediate-mass stars (i.e. with a mass ranging from one to eight solar masses). Approximatively 10~% of hot stars exhibit observable magnetic fields. We show that the tidal instability can drive dynamo magnetic fields of large wavelength in stably stratified fluids. Predictions obtained with this tidal model seem consistent with the ultra-weak magnetism of rapidly rotating, tidally deformed Vega-like stars.

Durant cette thèse, nous avons exploré l'impact qu'engendre une modification de la gravitation sur les courants de marée. Nous avons effectuer les premières simulations N-corps de la formation d'un courant de marée galactique dans le paradigme MOND. Nous avons comparer les résultats ainsi obtenus aux prédictions du modèle standard de la cosmologie, ΛCMD, dans le but de trouver des différences entres-elles qui pourraient être observables. Nous avons remarqué que la brisure du principe d'équivalence fort engendrée une telle modification de la gravitation conduisait les amas globulaires à avoir une morphologie ovoïdale, contrairement à la dynamique Newtonienne où ceux-ci sont elliptiques. Cette morphologie des amas génère également une asymétrie de longueur et de nombre entre les deux bras d'un courant de marée similaire à celle observée récemment dans le courant de Palomar 5. / During this thesis, we explored the impact of a modification of the gravitation on the tidal streams. We made the first N-body simulations of the formation of a galactic tidal stream in the MOND paradigm. We compared the results obtained with the predictions of the standard model of the cosmology, ΛCMD, with the aim of finding differences between them that can be observed. We have noticed that the break of the strong equivalence principle generated by a such modification of the gravitation led to a lopsided morphology of the globular clusters, contrary to their elliptical shape in Newtonian dynamics. This morphology of the cluster also generates an asymmetry of length and of number between the two arms of a tidal stream similar to that observed recently in the Palomar 5 stream.

Les ondes internes sont omniprésentes dans les océans. Cette thèse analyse le cycle de vie des ondes internes et l'impact du déferlement de ces ondes sur le mélange turbulent dans deux bassins océaniques, aux caractéristiques contrastées, l'Arctique et l'Indien. Ces deux régions sont en effet aux antipodes de la circulation thermohaline avec l'océan Arctique lieu de formations d'eaux denses et l'Océan Indien région d'upwelling d'eaux denses. L'analyse de données de mouillage recueillies dans le Sud-Ouest de l'Océan Indien au niveau d'une dorsale océanique révèle la présence d'une forte marée interne. Cette marée interne montre une focalisation de l'énergie sous forme de 'rayons' dont la propagation est fortement influencée par les structures de méso-échelle. Malgré ce fort signal de marée interne, nous mettons en évidence la contribution majeure des ondes internes de fréquence proche-inertielle au mélange turbulent. Aux hautes latitudes l'analyse des séries temporelles recueillies au cours de trois printemps consécutifs dans le Storfjord, un fjord Arctique dans l'archipel Svalbard, montre la forte variabilité des ondes en fonction de la stratification et par conséquent un impact variable de ces ondes en terme de mélange turbulent. Les flux de chaleur diffusifs induits par le déferlement de ces ondes sont enfin estimés dans ces deux régions, permettant ainsi de replacer ces résultats dans le contexte global de la circulation thermohaline. / Internal waves are ubiquitous in the ocean, and play a key role in the global overturning circulation. This thesis analyzes the life cycle of internal waves in two distinct ocean basins: the Arctic and Indian Oceans. Hydrographic and velocity data are used to study the generation, propagation, and dissipation of internal waves in these two ocean basins. In the Indian Ocean, an area of mixing-driven upwelling, mooring data reveal the presence of a strong internal tide propagating as tidal beams above the Southwest Indian Ridge in the Indian Ocean basin. These tidal beams show a strong vertical structure, and their path of propagation is highly dependent on the mesoscale activity in the region. Despite this strong internal tide signal, however, mixing in the region is dominated by inertial internal waves. On the other side of the globe, in a region of deep water formation, shipboard data from four short time series from three consecutive springs in Storfjorden, an Arctic fjord in the Svalbard Archipelago, reveal a link between the vertical structure of the stratification profile and mixing in the Arctic. These environmental conditions, the changing mesoscale in the Indian Ocean, and the changing stratification in the Arctic Ocean, greatly impact the generation, propagation, and dissipation of internal waves, and subsequent turbulent mixing in theses two ocean basins.

La reconnaissance de systèmes sédimentaires hybrides (houle-marée) dans l'enregistrement sédimentaire n'est pas triviale lorsque l'un des processus (ici la marée) ne laisse pas de traces sédimentaires directes permettant de l'identifier. La succession sédimentaire de l'Ordovicien inférieur (formations des Fezouata et du Zini) de la région de Zagora (Anti-Atlas ; Maroc) enregistre une dominance de la houle. Cependant, de nombreuses structures et géométries de dépôts sédimentaires sont atypiques de l'action de la houle. L'explication proposée dans ce travail est la modulation de l'action de la houle par la marée qui va s'exprimer de différentes façons en fonction de la bathymétrie. Un modèle sédimentaire de dépôt est proposé pour ce système hybride. Les Fezouata ont non seulement un intérêt sédimentologique mais aussi un grand intérêt paléontologique par la présence de gisements à préservation exceptionnelle qui enregistrent les débuts de la Grande Biodiversification Ordovicienne. L'élaboration du modèle sédimentaire de dépôt a permis de contraindre les faciès sédimentaires associés aux fossiles retrouvés, permettant ainsi de définir un contexte paléoenvironnemental de vie de ces communautés primitives. Afin de mieux caractériser les différentes structures sédimentaires ainsi que leurs distributions au sein de la zone intertidale d'un environnement mixte, deux analogues, un méga- et un macro-tidal tout deux dominés par la houle, ont été choisis : Berck-Plage (Pas-de-Calais ; France) et la pointe du Cap-Ferret (Gironde ; France). La zone intertidale de Berck-Plage a permis de montrer que la quasi majorité des structures sédimentaires est formée par un courant oscillatoire et que la géomorphologie côtière (barres-et-bâches), induisant la réfraction des fronts d'ondes (houle) incidentes, joue un rôle majeur dans la distribution et la formation des structures sédimentaires. Des morphologies particulières en mamelons ont été observées à Berck-Plage mais l'homogénéité granulométrique de la zone d'étude n'a pas permis l'observation de leurs structures internes. Des morphologies similaires ont ainsi été étudiées à la pointe du Cap-Ferret. Cette dernière étude met en avant la formation de structures sédimentaires en mamelons comme étant le résultat de flux supercritiques initiés par le reflux de la houle préalablement réfractée par la géomorphologie non linéaire de la côte / Recognition of hybrid sedimentary systems (wave-tide) in the sedimentary record is not trivial when one of the processes (here, the tide) does not leave direct sedimentary traces allowing its identification. The Lower Ordovician sedimentary succession (Fezouata and Zini formations) of the Zagora region (Anti-Atlas, Morocco) records a dominance of wave action. However, many sedimentary structures and depositional geometries are atypical of a wave dominated sedimentary system. The explanation proposed in this work is a modulation of the wave action by tides, which is expressed in different manners depending to the bathymetry. A model of deposition is then proposed for this hybrid sedimentary system. The Fezouata not only have a sedimentological interest but also a great paleontological interest due to the presence of exceptionally well-preserved fossils dating from the initial steps of the Great Ordovician Biodiversification Event. The development of the model deposition allowed to constrain the sedimentary facies associated with the fossils discovered, thus allowing to provide a paleoenvironmental life context for these primitive communities. In order to better characterize the different sedimentary structures and their distribution through the intertidal zone of hybrid environments, two analogues, one mega- and the other macro-tidal, both dominated by wave action were chosen: Berck-Plage (Pas-de-Calais; France) and the tip of Cap-Ferret (Gironde; France). The analysis of the intertidal zone of Berck-Plage has shown that the majority of the sedimentary structures are formed under oscillatory flows and that the coastal geomorphology (in ridges-and-runnels), inducing refraction of the incident wave fronts, plays a major role in the distribution and formation of the sedimentary structures. Peculiar dome-like morphologies were observed at Berck-Plage but the grain size homogeneity in this area did not allow the observation of their internal structures. Similar morphologies have been studied at the tip of Cap-Ferret. This last study highlights that the formation of dome-like bedforms is the result of supercritical flows initiated by the backwash of waves previously refracted by the non linear coastal geomorphology

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)

Les berges des grands fleuves soumis à des crues saisonnières et aux effets de la marée sont l’objet de glissements et d’éboulements causant des dégâts matériels et parfois des victimes humaines. Le présent travail consiste à étudier la stabilité des berges de rivière soumises à la marée en considérant l’influence des écoulements externe et interne de l’eau sur le massif du sol. On considère en particulier l’effet de la fluctuation du niveau d’eau à l’extérieur et à l’intérieur du massif sur la pression interstitielle dans le sol. Le modèle d’écoulement de Dupuit est adopté pour trouver la variation de la surface libre dans le massif. Une méthode des tranches est programmée pour calculer les coefficients de sécurité au glissement des berges soumises à la marée. Des études paramétriques sur la géométrique de la berge, sur les caractéristiques hydromécaniques du sol et sur celles de la marée sont ensuite présentées. L’érosion superficielle de la berge est simulée par différentes méthodes et couplée avec le calcul de stabilité. Enfin, des études des cas sur la baie du Mont-Saint-Michel et sur les rives du Mékong inférieur sont présentées.La comparaison entre les simulations et les mesures de surface libre pendant les marées nous permet de conclure quant à la pertinence du modèle d’écoulement de Dupuit dans le cas de milieux relativement homogènes et isotropes. Mais celui-ci s’avère moins précis pour des milieux plus complexes, tels que les milieux multicouches. La marée a un effet important sur les pressions interstitielles dans le sol, lesquelles subissent des phénomènes d’amortissement et de retard.Les facteurs de sécurité au glissement varient en fonction de la marée et ils sont minimaux pendant le reflux avant la basse mer à cause du retard de la surface libre dans le sol et de la décélération de la vitesse descendante de la marée avant la basse mer. Des abaques sont proposés donnant les domaines de sécurité en fonction de différents paramètres du sol, de la géométrie de la berge et de la marée. Ces abaques permettent également le calcul du coefficient de sécurité par interpolation linéaire.Quand la berge est submergée pendant un temps suffisamment long, la zone de rupture du massif se localise dans la partie supérieure de la berge et se produit à la pleine mer. Ce mode de rupture est observé aussi sur les sites étudiés (Mont-Saint-Michel). Au reflux, on met évidence un deuxième mode de rupture correspondant à des surfaces de glissement plus profondes liées à des pressions interstitielles résiduelles élevées.Dans la période de décrue (site de Kaoh Chorram), le coefficient de sécurité diminue avec la baisse du niveau de l’eau sous le sommet de la berge. A même niveau d’eau dans la rivière, le coefficient de sécurité à la décrue est inférieur à celui résultant d’un état d’équilibre. Des différences importantes s’observent aussi sur les surfaces de glissement entre les deux régimes. / The riverbanks, subjected to seasonal flooding and tidal variation, are submitted to landslides causing property damage and sometimes human victims. The presented work is conducted to analyze the riverbank stability subjected to the tide variation by considering the influence of external and internal water flows on the bank soil. More particularly, we consider the effect of ground water variation on the soil pore pressure. The Dupuit’s flow model is adopted to find the variation of the ground water table. A method of slices is developed to calculate the safety factor of riverbank slides as a function of tide. Parametric studies of the effect of bank geometry, hydromechanical soil properties and the characteristics of tide variation are then presented. Then the bank surface erosion is simulated by different methods and coupled with the calculation of landslide. Finally, case studies at Mont-Saint-Michel bay and on the lower Mekong riverbank are conducted.The comparison between simulations and field measurements of ground water table during the tide variation let us conclude that the Dupuit’s flow model can be adopted for homogeneous and isotropic soils. However, the mode is less accurate for more complex media, such as multilayered soils. The tide has a significant effect on the pore pressure in the soil, which creates damping and delayed phase phenomena with respect to the tide.Slide safety factors vary as a function of tide and they are minimal during the falling of water level before low tide due to the delay of the ground water table and the slowing down of the speed of the tide. Charts of safety factor have been proposed providing the security domains based on various soil parameters, bank geometry and tide variation. These charts also allow calculation of the safety factor by linear interpolation.When the bank is submerged for a time period long enough, the failure surface is located in the upper part of the bank and occurs at high tide. This failure mode is also observed in the field study (Mont-Saint-Michel). During the falling of tide from the bank surface, the second mode of failure is observed corresponding to deeper slip surfaces associated with high residual pore pressures.In the period of decline after flooding of the bank (Kaoh Chorram site), the bank safety factor decreases with the falling of water level below the top of the bank. At the same water level in the river, the safety factor during decreasing water level is smaller than that during the steady state. Significant different failure surfaces are observed between the two regimes.

Cette thèse s'insère dans un cadre de modélisation réaliste pour l'étude de la mer d'Iroise. Les deux premières parties concernent la mise en œuvre numérique et la validation par rapport aux observations. L'accent est ensuite mis sur l'analyse des principales structures et processus physiques à l'œuvre en mer l'Iroise : d'abord le front de marée d'Ouessant et les processus associés de connexion de couches de mélange de surface et de fond puis la circulation résiduelle eulérienne moyenne pour laquelle nous avons cherché à quantifier la part relative des différents processus la régissant. Nous avons ensuite cartographié les différents régimes dynamiques présents : on observe ainsi des régimes cyclostrophiques autour des îles et en zone peu profonde et un régime géostrophique apparaît nettement au niveau du front, en particulier en été. Néanmoins, dans la plus grande partie du domaine d'étude, les différents termes dynamiques interviennent de manière équivalente. Du point de vue thermique, l'analyse du bilan de chaleur indique que les flux air-mer dominent nettement les flux advectifs bien qu'ils induisent une modulation haute fréquence marquée du gain net de chaleur. Ensuite, un paramètre diagnostic du front a ensuite été établi et le rôle de différents forçages externes (flux de chaleur air/mer, tension de vent, cycle de marée mortes-eaux/vives-eaux) sur la variabilité du front d'Ouessant est mis en relief grâce à des expériences de sensibilité. Enfin, l'étude des échanges de masse cross-frontaux, basée sur une technique de suivi de particules lagrangiennes, a été mise en place. La méthodologie apparaît robuste et les premiers résultats indiquent que ces exports s'effectuent selon des 'canaux' privilégiés de latitude.

Pour caractériser le risque de submersion marine, il est très important d'avoir une connaissance précise des lois de distribution des niveaux d'eau marins, et plus particulièrement des niveaux d'eau extrêmes. En effet ce sont eux qui sont à l'origine des conséquences les plus dramatiques. Le programme de recherche mené au cours de cette thèse a été financé par le Ministère de l'Écologie, du Développement Durable et de l'Énergie. L'objectif final est de fournir des valeurs de référence de niveau d'eau marin le long des côtes françaises, par le biais d'une méthode d'analyse statistique des extrêmes. Ces niveaux comprennent les trois composantes suivantes : la marée, la surcote météorologique et le wave set-up. Le principe de base utilisé est le suivant : une analyse statistique est effectuée aux ports où la donnée marégraphique est disponible, puis le résultat est interpolé entre les ports. Différentes approches sont testées. Les points suivants sont en particulier étudiés :- la dépendance marée surcote, avec deux différents types de dépendance, une dépendance temporelle et une dépendance en amplitude ;- la méthode d'interpolation, avec la comparaison d'une analyse site-par-site (ASS) avec une analyse régionale (RFA), et celle d'interpolations 1D et 2D ;- l'estimation du wave set-up, basée sur l'état de l'art des formules paramétriques ;- la dépendance surcote vagues, avec des lois bi-variées de valeurs extrêmes. Le résultat final se présente sous la forme de deux profils de niveau d'eau de période de retour 100 ans : le premier sans l'action des vagues (marée et surcote météorologique) et le deuxième avec l'action des vagues. Les valeurs les plus élevées sont atteintes, pour le littoral de la Mer du Nord, la Manche et l'Atlantique, en Baie du Mont-Saint-Michel (à cause des conditions de marée), et pour le littoral méditerranéen au niveau de Marseille. L'analyse montre que la modélisation de la dépendance temporelle marée surcote n'influe pas significativement sur les estimations des valeurs extrêmes. Par contre la modélisation de la dépendance en amplitude donne des résultats intéressants pour certains ports. En comparaison avec l'ASS, la RFA tend à lisser les résultats. Les estimations issues de la RFA sont supérieures pour le littoral méditerranéen, et équivalentes pour le littoral de Mer du Nord, Manche et Atlantique. La RFA serait recommandée pour l'estimation des niveaux de retour en dehors du domaine de validité de l'ASS.À cause du petit nombre de sites d'observation, il est préféré une interpolation 1D le long du trait de côte lissé. Le wave set-up est calculé par la formule de Dean et Walton [2009].La dépendance surcote vagues est moyenne le long du littoral méditerranéen. Le facteur de dépendance montre des variations plus importantes le long du littoral de Mer du Nord, Manche et Atlantique, avec un maximum observé en Baie de Seine et des minima en Baie de Mont-Saint-Michel et au niveau de Calais. Des suggestions sont faites pour améliorer les méthodologies développées et appliquées dans le cadre d'un futur travail / Accurate knowledge of the statistical distribution of extreme sea levels is of the utmost importance for the characterization of flood risks in coastal areas, with a particular interest devoted to extreme water levels because they may induce the most dramatic consequences. Research was funded by the French Ministry of Ecology, Sustainable Development and Energy to identify the risk of flooding from the sea in France. The aim is to provide values on design levels along the French coasts by a statistical method of extreme value analysis. These levels must include the effect of the three following components: tide, meteorological surge and wave set-up. The principle is as follows: an analysis is carried out at the harbours, where seal level observations are available, then the result is interpolated between the harbours. Different approaches are tested. In particularly, the following specific items are studied:- the tide surge dependence, with two different types of dependence: a temporal dependence and an amplitude dependence;- the interpolation method: with the comparison of a site-by-site analysis (SSA) with a Regional Frequency Analysis (RFA), and a 1-D with a 2-D interpolation;- the estimation of the wave set-up, based on the state of art of parametric formula;- the surge wave dependence, with the bivariate laws of extreme values. The final result is two profiles of the 100-year water level: one for the still water level (tide and meteorological surge), and the other for the sea level with the wave set-up. The highest sea levels are located, for the English Channel and Atlantic coasts at the Saint-Michel-bay (because of the tide), and for the Mediterranean coast around Marseille. The analysis shows that the temporal tide surge dependence has no effect on the estimation of the sea level extreme values. In contrast, the model of the amplitude tide surge dependence shows some interesting results for few harbours. In comparison with the SSA, the RFA tends to smooth the result. RFA estimates are higher along the Mediterranean coast, and similarly along the English Channel and Atlantic coasts. RFA would be recommended for estimating return levels out of the SSA validity domain. Because of the small number of observation sites, a 1-D interpolation, along a smoothed coastline, is preferred. The wave set-up is calculated with the formula of Dean and Walton [2009].The surge wave dependence is medium along the Mediterranean coast. Variations of the dependence factor are more important along the English Channel and the Atlantic coasts, with a maximum at the bay of the Seine and some minima at the bay of Saint-Michel and Calais. Some ideas are provided to perform the methodology for further work