Extensive overwash occurred along Florida's Atlantic and northern Gulf facing barrier islands during the passages of Hurricanes Frances, Ivan, and Jeanne in 2004. These high-energy storm events provided a unique opportunity to study the spatial depositional patterns and internal sedimentary architecture of fresh washover deposits resulting from inundation to collision regime overwash events. Sedimentological characteristics and 3-D internal architecture of the washover deposits were studied through coring, trenching, sediment analysis, ground penetrating radar (GPR) surveys, and pre- and post-storm aerial photography and LiDAR topographic survey data. The cross-shore extent of washover deposition is controlled by sediment supply, accommodation space, and the extent of cross-shore penetration of overwash flow. Antecedent morphology of the beach or barrier island is the primary factor governing sediment supply and accommodation space. Antecedent morphology coupled with spatio-temporal factors including storm position, intensity, and duration govern the extent of landward excursion of overwash flow. Washover deposition ranges from thin deposits, limited in cross-shore extent to the beach berm, to extensive sheet-like sediment bodies extending across an entire barrier island profile. Four sedimentary facies are recognized, which can be related to antecedent morphology. Berm facies, dominates the beach and seaward side of the foredune, and is characterized by a basal erosional surface and seaward dipping planar stratification. Back-berm facies extends landward from the dune crest down the backside of the foredune, exhibits little evidence of erosion along the basal contact, and is dominated by landward inclined stratification. Platform facies, largely confined to the interior platform, exhibits little evidence of erosion along the pre-storm surface, and horizontal to gently landward dipping parallel stratification, which merges landward with, and commonly overlies steeply landward dipping foreset stratification. Antecedent hummocky dunes may be preserved within platform facies. The landward most facies, backbay facies is dominated by subaqueous deposition within the back bay, and is characterized by steeply landward dipping tabular foreset and sigmoidal stratification. In the longshore direction, backbay facies exhibit trough and mound GPR reflective patterns, representing washover sediment ridges and troughs oriented parallel to the primary flow direction, and illustrate the highly 3-dimesional nature of the washover deposits.

Les blocs supratidaux de tempête que l’on trouve au sommet des falaises vont à l’encontre du schéma classique qui décrit l’érosion des falaises. Généralement, le recul des escarpements rocheux se fait au rythme des écroulements gravitaires dont les éléments s’accumulent en pied de falaise, la mer intervenant surtout dans le déblaiement des matériaux accumulés à la base des versants. Dans le cadre de cette thèse, nous étudions les processus d’érosion qui se traduisent par l’accumulation de dépôts grossiers en sommet de falaise. Nous montrons qu’au cours des événements météo-océaniques extrêmes, les effets combinés d’un niveau d’eau à la côte particulièrement élevé et du déferlement de vagues de haute énergie peuvent se manifester localement par l’arrachement et le transport de blocs littoraux supratidaux. Leur masse peut dépasser plusieurs dizaines de tonnes, et leur remaniement peut se faire à plusieurs mètres au-dessus du niveau des hautes mers. De même, leur déplacement peut atteindre plusieurs dizaines à centaines de mètres à l’intérieur des terres. A l’heure où l’on s’interroge sur une possible intensification et/ou augmentation de la fréquence des événements météoocéaniques extrêmes, la dynamique morphosédimentaire de ces blocs littoraux apparait comme un indicateur géomorphologique pertinent pour l’évaluation de ces changements. Un suivi topo-morphologique, sédimentaire et hydrodynamique pluriannuel a été réalisé sur plusieurs sites bretons (Finistère) et islandais (presqu’île de Reykjanes). Les résultats de ce suivi ont montré des schémas de circulation hydro-sédimentaire bien distincts suivant le contexte morphodynamique. Si dans certains cas, les processus transversaux prédominent dans l’édification et le remaniement de ces accumulations, dans d’autres cas, la composante longitudinale contrôle une partie des transferts à la côte. Les processus d’arrachement et de transport de blocs sont concomitants, et peuvent se produire à plusieurs reprises au cours d’un même événement et/ou hiver, y compris pendant les tempêtes d’intensité modérée. L’étude rétrospective des conditions météo-océaniques favorables au déclenchement de ces processus sur les 70 dernières années montre une forte variabilité interannuelle, sans périodicité ni tendance particulière. Cette variabilité est commandée par la dynamique atmosphérique WEPA aux latitudes tempérées de la Bretagne, et par l’ONA aux latitudes sub-polaires de l’Islande. / Cliff-top storm deposits (CTSDs) corresponding to boulder accumulations are locally identified along the North–Atlantic coasts (Iceland, Scotland, Ireland, France), where they are defined as one of the most remarkable morphosedimentary storm signature. Their study aims to understand the effects of high energy storm waves on these specific rocky cliffed coasts facing deep–water and exposed to energetic wave–climates. Recent works demonstrated the role of high energy storm waves (instead of tsunami waves) in transporting and supplying in boulders these deposits. In the context of climate change, and the possible intensification and/or increase in frequency of extreme meteo-oceanic events, CTSDs appears as a potential geomorphological indicator for the monitoring of these changes on high-energy rocky coasts. This thesis propose an analysis of their morphosedimentary dynamics based on field observations realized at high (64°N) and medium (48°N) latitude of the Northeast Atlantic basin. In the present work, their morphosedimentary dynamics have been annually surveyed using low altitude aerial photographs. Results shows two different hydrosedimentary circulation patterns of CTSDs. The first one concerns inland boulder transport, corresponding the directions of the incident waves. This pattern confirms the contemporary edification of ridges. The second one concerns longshore or seaward boulder transport, describing a longitudinal drift of this sedimentary material.The processes of quarrying and transport of CTSDs are concomitant and can repeatedly occur during one single event and/or winter, including during regular storms. The retrospective analysis of sea weather forecast favorable to these processes during the last 70 years showed an infraannual frequency with no particular periodicity nor tendency.

Le Jurassique supérieur est une période qui présentait une paléogéographie et des conditions climatiques globales favorables au développement des systèmes sédimentaires dominés par les tempêtes. L’objectif de ce travail est de comprendre les facteurs contrôlant la dynamique de ces systèmes, ainsi que la relation entre les variations de fréquences et d’intensité des tempêtes et les changements climatiques. Trois coupes ont été choisies pour cette étude : les Pas (passage Oxfordien – Kimméridgien) et la coupe du Rocher d’Yves (Kimméridgien supérieur), près de La Rochelle ; la coupe du Cap de la Crèche (Kimméridgien supérieur – début du Tithonien), dans le Boulonnais. Ces coupes sont analysées pour la sédimentologie, les palynofaciès et les nannofossiles calcaires. Pour chacune d’elles, un modèle de faciès détaillé est établi, permettant de proposer une interprétation séquentielle et cyclostratigraphique précise. L’interprétation cyclostratigraphique permet d’interpréter les dépôts de tempêtes en terme de variations de fréquence des tempêtes. L’interprétation séquentielle permet de s’affranchir des variations du niveau marin relatif pour interpréter les dépôts de tempêtes en terme de variations d’intensité des tempêtes. Les points communs et les différences entre ces deux systèmes sont discutés, tant du point de vue de la dynamique sédimentaire que de l’enregistrement et de la préservation des dépôts de tempêtes. Enfin, la relation entre les variations de fréquence et d’intensité des tempêtes et les changements climatiques est discutée. Les faciès sédimentaires de La Rochelle et du Boulonnais présentent une organisation spatiale relativement similaire. La production carbonatée des systèmes présente des similitudes et des différences. Elle semble capable de réagir très rapidement aux variations du niveau marin relatif, augmentant avec l’élévation du niveau marin relatif. Les deux systèmes ont également une évolution similaire dans le temps. Les dépôts de tempêtes des deux sites montrent des morphologies similaires, liées aux conditions de dépôt et de préservation. Il a été possible de mettre en relation les variations d’intensité, de fréquences, et les changements du climat. Ainsi, les variations d’intensité des tempêtes semblent évoluer en parallèle des variations de fréquence, les valeurs d’intensité les plus élevées correspondant aux valeurs de fréquences les plus élevées. De plus, ces augmentations de fréquence et d’intensité ont lieu en même temps que l’augmentation des températures, indiquant un lien entre le réchauffement du climat et l’augmentation de l’activité des tempêtes / The Late Jurassic was a period with paleogeography and global climatic conditions that favor the development of sedimentary systems dominated by storms. The purpose of this study is to better understand the controlling factors on the dynamic of these systems. Three sections are chosen. The Pas (Oxfordian – Kimmeridgian transition) and the Rocher d'Yves (Late Kimmeridgian) sections, near La Rochelle (Western France), correspond to a muddy, mixed carbonated – siliciclastic platform. The Cap de la Crèche section (Late Kimmeridgian – Early Tithonian) corresponds to a mixed carbonated – siliciclastic ramp, dominated by coarse material. Sedimentary, palynofacies, and calcareous nannofossil analyses are performed. For each section, a detailed facies model is proposed, allowing precise sequence- and cyclostratigraphic interpretations. The sequence and cyclostratigraphic frameworks allow the calculation of the storm frequency. Comparison between host facies and storm deposits allows the estimation of storm intensity. The similarities and differences between these two systems are discussed, for the sedimentary dynamic, and the record and preservation of the storm deposits. Finally, the relation between storm frequency and intensity and climate is discussed. La Rochelle and Boulonnais sedimentary facies have a similar spatial organization. Carbonate production of these systems presents similarities and differences. The carbonate production seems able to react very quickly to relative sea-level variations, increasing when sea-level is high. The two systems also have a similar evolution in time. The storm deposits of the two sites show similar morphologies, related to the conditions of deposition and preservation. It was possible to link the variations of storm intensity and frequency with the climate changes. The variations of storm intensity evolve in parallel of the variations of storm frequency, the highest values of intensity corresponding to the highest values of frequency. Moreover, this increase in frequency and intensity is consistent with increasing temperature, suggesting a link between the increasing storm activity and the climate warming