Les dunes côtières constituent un des éléments fondamentaux de la dynamique des systèmes côtiers sableux. Leur stabilité dépend essentiellement de leur capacité à résister aux effets des tempêtes et à se reconstituer après l'érosion. Dans le contexte actuel du changement climatique, la probable hausse du niveau de la mer devrait affecter considérablement les systèmes côtiers et de surcroît augmenter la vulnérabilité des cordons dunaires à l'érosion.L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l'évolution des littoraux dunaires de la Côte d'Opale en adoptant une approche à plusieurs échelles de temps afin d'évaluer leur capacité de résistance et/ou de régénération face aux événements tempétueux. A long terme, l'étude de l'évolution du trait de côte sur près de 68 ans, à partir de photographies aériennes orthorectifiées, a révélé que plus de la moitié des littoraux dunaires de la Côte d'Opale sont stables ou en accumulation et possèdent donc une bonne capacité de résilience, malgré les nombreuses tempêtes ayant affecté ce littoral depuis le début des années 50. L'analyse de leur évolution sur un pas de temps de 5 ans a mis en évidence une forte variabilité spatiale et temporelle directement liée aux forçages météo-marins, notamment aux épisodes tempétueux associés à des hauts niveaux d'eaux. A moyen et court termes, des levés topographiques LiDAR et des mesures in-situ, couplés aux données météorologiques et hydrodynamiques, ont révélé une réponse morphologique différente entre des secteurs dunaires adjacents. Celle-ci est liée à la variation des paramètres morphologiques (altitude de pied de dune, largeur et volume du haut de plage) au cours des périodes étudiées. Les résultats montrent également que les processus de régénération peuvent être très longs sur nos sites d'étude, ce qui suggère que les dunes cotières qui, jusqu'à présent étaient relativement stables, risquent de connaître des épisodes d'érosion plus fréquents avec l'élévation contemporaine du niveau de la mer. / Coastal dunes are fundamental elements of sandy coastal systems dynamic. They may experience a variable response to coastal erosion, in relation to their ability to withstand storm effects and to recover from erosion. Global sea level rise, related to global warming, would considerably affect coastal systems and hence the sensitivity of coastal dunes to erosion. The main objective of this thesis is to study the evolution of the Côte d'Opale coastal dunes at different time scales in order to evoluate their capacity to resist and/or to recover from storm impacts. Over long term periods (nearly 68 years), shoreline evolution analysis from orthorectified aerial photographs revealed that more than half of the Côte d'Opale coastal dunes are stable or prograding and thus, are resilient. Their evolution over 5-year periods highlighted a strong spatial and temporal variability which is directly linked to weather and hydrodynamic conditions, especially the occurence of storms during heigh water levels. At medium and short term scales, topographic surveys from LiDAR and in-situ measurements, coupled with metrological and hydrodynamic data, showed a different morphological response between adjacent coastal dune areas. This is related to variations in morphological parameters such as dune foot elevation, width and volume of the upper-beach during the studied periods. Results show also that coastal dunes recovery from storms can be a very long process at our study areas, suggesting that foredunes in a state of mesoscale stability may experience more frequent erosion with currents sea level rise.

Le golfe du Lion est une marge continentale à construction deltaïque soumise à l'impact des apports sédimentaires (1) du Rhône, un des plus gros fleuves méditerranéens, à caractère saisonnier ; (2) ainsi que d'une série de fleuves côtiers à caractère torrentiel. Des zones de dépôts temporaires du matériel fin se développent en face de ces fleuves vers 30 m de profondeur à la limite d'action des houles de tempête. La dynamique de ces zones soumise à l'impact des évènements extrêmes joue un rôle important dans (1) la dissémination des sédiments fins et des contaminants associés depuis les sources (bassins versants) jusque vers le large, et (2) la qualité des eaux dans la zone littorale. Une station de suivi automatique haute fréquence et à long terme a été installée sur le fleuve Têt, exemple de fleuve côtier méditerranéen à caractère torrentiel et sur son prodelta afin de suivre la variabilité, l'impact des évènements hydro-climatiques sur le devenir des sédiments fins dans la zone littorale. Les crues engendrées par les entrées maritimes sont les principales sources de sédiments fins à la zone littorale. Les tempêtes qui accompagnent ces crues créent une redistribution de ce matériel vers la vasière circa-littorale vers 50 m de profondeur et la limite du plateau où se situent les canyons sous-marins. La succession de ces évènements extrêmes au cours de l'année détermine la conservation du matériel fin dans la zone littorale ou son exportation vers le large. Une forte variabilité interannuelle existe également dans le golfe du Lion entre des années humides avec de fortes crues et tempêtes apportant et redistribuant de grandes quantités de matériel sédimentaire sur le plateau et des années sèches caractérisées par des courants intenses à l'origine de plongées d'eaux denses dévalant et érodant le plateau jusqu'au canyons sous-marins. Les évènements hydro-climatiques extrêmes (crues, tempêtes, plongées d'eaux denses) sont les acteurs principaux qui façonnent les fonds sédimentaires du golfe du Lion. L'impact des activités humaines et du changement climatique sur la fréquence de ces évènements extrêmes semble jouer un rôle important sur la variabilité de la qualité du milieu littoral et du devenir des sédiments fins et contaminants.

Des observations in situ et la modélisation ont été conjointement utilisées pour mieux comprendre les processus physiques qui contrôlent les échanges côte-large et étudier les transferts de matière particulaire gouvernés par l'effet des courants et des vagues dans le Golfe du Lion. Cette étude montre que les tempêtes de vent marin induisent une circulation cyclonique sur le plateau et un processus de downwelling dans les canyons sous-marins. En période automnale, lorsque la colonne d'eau est stratifiée et que l'eau du plateau est légère, le downwelling est limité en profondeur. En revanche, en hiver, les plongées d'eaux denses, formées lors des vents de nord froids sur le plateau, intensifient ce processus. D'autre part, les tempêtes de vent marin sont responsables de fortes remises en suspension sur l'ensemble du plateau (> 5 M t) et d'une exportation massive dans la partie ouest du Golfe. Le canyon du Cap Creus apparaît comme une voie d'exportation privilégiée vers le large.

Cette thèse s'intéresse au rôle du paysage ordinaire dans les manières d'habiter et, plus particulièrement, à la sensibilité des habitants au paysage de leurs lieux de vie dans les espaces périphériques de l'agglomération bordelaise. La spécificité de cette approche réside dans l'intérêt porté au rapport singulier, à la fois social et sensible, de l'être-habitant à son espace de vie à travers ses expériences paysagères banales qui participent de la construction de son territoire quotidien. L'analyse est menée à partir de discours d'habitants, recueillis grâce à une démarche d'enquête et pouvant s'appuyer sur un support photographique directement produit par les personnes interrogées. Pour comprendre cette sensibilité paysagère habitante, il est tout d'abord nécessaire de considérer la manière dont se tisse, dans la quotidienneté, une véritable relation paysagère entre l'être-habitant et ses lieux de vie. Relevant davantage d'une manière de vivre que d'un acte d'intellectualisation, ce vécu paysager semble plus machinal que proprement réfléchi. Est alors envisagée la manière dont il peut émerger à la conscience du sujet en tant que réalité vécue. La modification brutale, de type événementiel, de la physionomie des lieux de vie est susceptible d'initier un tel procès de conscientisation par le (re-)éveil d'affections paysagères demeurées en puissance. Ainsi, certaines dynamiques de changements affectant l'espace géographique auraient cette capacité. Ce peuvent être la réalisation de l'autoroute A89 dans la basse vallée de l'Isle, la tempête de 1999 qui a détruit le massif forestier en Médoc et la dynamique d'urbanisation qui caractérise ces deux espaces.

Cette thèse porte sur la quantification de deux aléas que sont le recul des falaises crayeuses en Haute-Normandie et les inondations par la mer en Manche centrale et orientale. Ces phénomènes générateurs de dommages, interdépendants, ont un fonctionnement méconnu qui se manifeste par des événements d'intensité et de fréquence variées. La démarche quantitative adoptée s'appuie sur une approche systémique et par emboîtement d'échelles spatiales et temporelles. Ce travail intègre le rapport fréquence/intensité des événements, et par conséquent, l'efficacité des facteurs et des processus responsables de leur déclenchement. Ce travail vise à : 1) calculer les vitesses et les rythmes de recul des falaises ; 2) déterminer les facteurs responsables du déclenchement des mouvements gravitaires ; 3) quantifier la production de débris et les taux d'ablation du front de falaise ; 4) évaluer les évolutions en fréquence et en intensité des submersions marines ; 5) déterminer l'origine de ces évolutions ; 6) réfléchir sur les méthodes de cartographie de l'aléa " inondation par la mer " et " recul des falaises ".

Ce travail de thèse en Géographie Humaine a pour objectif d’identifier et d’analyser les valeurs qui font entrer le massif forestier des Landes de Gascogne dans un processus dit de patrimonialisation au travers des discours et actions de ses acteurs. Affecter des valeurs à un espace forestier, le patrimonialiser ne correspond plus simplement à la mise en place d’espaces protégés où le « exceptionnel » est adoubé. Le processus ne se définit plus par la simple protection officielle qui soustrait à l’action humaine des éléments jugés remarquables : des objets et des espaces de plus en plus communs et quotidiens sont également appropriés par des groupes sociaux variés tout autant spécialistes qu’ « amateurs ». Le massif forestier des Landes de Gascogne constitue, selon nous, un espace exemplaire pour traiter de cette appropriation d’un espace forestier « ordinaire », qui n’a, a priori, rien de « remarquable », du moins, selon les critères de la patrimonialisation institutionnelle. Forêt d’origine artificielle à vocation de production en grande majorité privée, le massif forestier landais a toujours été plus ou moins décrié pour sa gestion intensive remettant en cause sa capacité à être porteuse de valeurs autres qu’économique et pouvant aller jusqu’à remettre en question son statut de forêt. Pour autant, bien que la vocation productive de ce massif soit sa raison d’être, la forêt landaise est aussi porteuse de valeurs culturelles, naturalistes et sensibles qui la font entrer dans une volonté de préservation qui dépasse, et parfois se confronte, à sa simple importance économique. La dernière tempête Klaus de Janvier 2009, a permis d’à la fois révéler et catalyser ses valeurs qui, face à un tel bouleversement, s’exacerbent. Aborder la patrimonialisation de cet objet forestier à part entière, partagé entre nature et culture, permet ainsi de questionner l’idée même de patrimoine naturel et le processus qui le sous-tend. La thèse s’appuie sur l’analyse d’une centaine d’entretiens semi-directifs effectués auprès de différents acteurs du massif (sphère forestière privée et publique, élus, collectivités territoriale, Parc Naturel Régional, milieu associatif) et menés selon une double échelle d’analyse (de l’échelle « massif » à l’analyse plus localisée de quatre terrains d’étude). / This thesis in Human Geography aims to identify and analyze the values which imply an heritage process through the words and actions of its actors. To associate a forest with values, to launch an heritage process does not mean only to set it as a protected area where the exceptional character of this area is acknowledged. This process cannot be reduced to official protection, preserving from human activities some elements considered as remarkable: more and more common areas and elements are equally owned by different social groups, specialists just as much as amateurs. With this regards, the forest of Landes de Gascogne constitutes a good example of heritage process of a common and ordinary forest, with nothing “remarkable” at first sight, at least according to the usual criteria of institutional natural heritage. This artificial forest has a production purpose and is privatized for its vast majority. Therefore, this forest has always been more or less pointed out for its intensive exploitation, questioning its ability to circulate values outside economic ones, and even the legitimacy of its status as a forest. Nevertheless, and however its production purpose is its first determination, this forest is also carrying cultural, natural and sensible values which generate a willingness of preservation going beyond, or even confronting the simple economic concern. The last storm in January 2009, Klaus, enabled to unveil and catalyze those valued, which, in front of such an event, became clearer. To consider the heritage process of this forest as a whole, shared between nature and culture, also allows pondering over the idea of natural heritage in itself and the process behind. This thesis has been written thanks to the analysis of a hundred of semi-structured interviews of different actors of the forest (private and public areas, elected representatives, local communities, Regional Natural Parc, associations) and realized according to a double-scale analysis (from the whole forest scale to the more localized analysis of four different field studies).

Les données sismologiques enregistrées sur les îles océaniques offrent l'opportunité d'analyser la houle via sa signature dans le "bruit" microsismique. Nous avons d'abord analysé les sources de bruit « secondaires », qui sont générées par l'interaction entre des vagues de même période dans une tempête, un cyclone ou par le phénomène de réflexion des vagues sur la côte. L'analyse des « microséismes secondaires », à l'échelle du bassin océanique, permet d'assurer un suivi spatio-temporel de la source qui les génère, même si elle est distante de plusieurs milliers de km des stations sismiques d'enregistrement. À plus long terme, leur étude permet d'assurer un suivi climatique global de l'activité des vagues dans une région donnée. Nous avons également étudié les sources de bruit « primaires », qui sont générées par l'interaction directe de la houle avec la côte. L'analyse des « microséismes primaires » permet de caractériser la houle localement par son amplitude, sa période et sa direction de propagation. Il est alors possible d'utiliser un capteur sismique comme substitut d'un houlographe. Dans le contexte des îles Éparses et de La Réunion, nous avons étudié plusieurs épisodes de houles extrêmes qui les touchent fréquemment et qui peuvent avoir d'importantes répercutions sociales ou environnementales. Enfin, en utilisant un réseau temporaire de stations sismologiques à La Réunion, nous avons analysé les variations du niveau de bruit microsismique pour caractériser l'impact des houles extrêmes sur les différentes façades de l'île. Cette étude permet d'identifier les sites les plus exposés aux vagues qui présentent un intérêt pour la récupération de cette énergie renouvelable encore trop sous-exploitée. / Seismic data recorded on oceanic islands can be used to analyze the swell through its signature in the microseismic noise. We first analysed the "secondary" noise sources, which are generated by the interaction of ocean waves with similar period within a storm, a cyclone or by the reflection phenomena off the coast. By analyzing secondary microseisms at the scale of the oceanic basin, we first performed a spatio-temporal tracking of the source, even localized thousands km off the recording seismic stations. Secondly, in the long-term, they can be used to follow the global climate change related to the ocean waves activity in a specific region. We also studied the "primary" seismic noise sources, which are created by the direct interaction of ocean waves with the coast. By analyzing these primary microseisms, we succeeded to characterize ocean waves locally in terms of amplitude, period, and, sometimes, direction of propagation. This showed that it is possible to use a seismic station as an ocean waves gauge to get precious swell data, particularly in remote and poorly instrumented areas. In the context of the Iles Éparses and of La Réunion Island, we studied a few extreme swells, which occur there frequently and can have strong social and environmental consequences. Finally, by using a temporary network of seismic stations installed in La Reunion, we studied the spatial variations of the seismic noise level across the island to characterize the swell impact on the different coasts. This study enables us to identify the most exposed spots to the swell, which may be attractive for generating renewable energy with this powerful resource yet underexploited.

Le littoral sableux du Languedoc-Roussillon est un système vulnérable aux risques d'érosion et de submersion. Ces aléas sont liés à la conjonction des facteurs naturels que sont les vagues, vent, élévation du niveau de la mer et apports sédimentaires et sont donc aggravés en période de tempête. En vue d'une gestion des risques, une meilleure connaissance des phénomènes hydrodynamiques de l'échelle littorale à l'échelle côtière est essentielle. Ce travail a conduit à la réalisation d'une plateforme de modélisation numérique composé du modèle de circulation océanique 3D Symphonie, traditionnellement dédié aux échelles régionales et côtières, qui a été modifié pour inclure le forçage par les vagues, modélisées par les modèles Wavewatch III ou Swan, et ainsi étendre sa validité au littoral.Le modèle a été testé sur des cas académiques littoraux. Des mesures sur la plage à double barres de Sète pendant l'hiver 2008-2009, ont également servi à parfaire le modèle qui reproduit ainsi avec succès les caractéristiques des courants en zone littorale : la dérive, les courants sagittaux sur des bathymétries plus complexes et les profils verticaux des courants. Pour valider le modèle à des échelles plus côtières, nous avons confronté ses résultats à des mesures réalisées pendant une tempête hivernale en 2004 aux alentours de l'embouchure de la Têt, mais également sur des tempêtes de 2007 et 2008 dans le Golfe d'Aigues-Mortes. Les courants sont globalement bien reproduits. Les zones d'action des vagues semblent limitées aux zones de profondeur inférieure à 30 m. Les caractéristiques de notre modèle permet une reproduction des courants à toutes les échelles et sa nature 3D permet un calcul plus précis de la tension de cisaillement de fond et du courant près du fond, responsables respectivement de la mise en suspension et de l'advection des sédiments. / The sandy coasts of Languedoc-Roussillon are a zone vulnerable to erosion and flooding. These hazards are generally associated with a combination of natural factors such as waves, wind, rising sea levels and the importance of sedimentsupply, and are therefore worsened during storms. For the management of such risks, a better knowledge of the hydrodynamic phenomena occuring from the surf zone through to the coastal scale is essential. This need led to the development of a numerical modelling platform consisting of the 3D ocean circulation model Symphonie, usually dedicated to regional and coastal scales, which was modified to include the wave forcing, modeled by the WaveWatch III or Swan models. Using this platform the entire littoral and coastal regions can be accurately represented.The model was tested in several academic cases. Measurements on the barred beach of Sète during the winter of 2008-2009 served to refine the model, which is able to successfully reproduce the characteristics of the currents in coastal areas, drifts or rip currents over more complex bathymetries and also the vertical profiles of currents. To validate the model on the inner-shelf, we compared the simulations with measurements taken during a winter storm in 2004 around the mouth of the Têt river, as well as during storms in 2007 and 2008 in the Gulf of Aigues-Mortes. Currents are generally well reproduced. However, the scope of wave action seems limited to a depth of 30m. The characteristics of our model allow a reproduction of the currents at all scales and the 3D nature of the model permits a more precise calculation of the shear stress and bottom current responsible, respectively, for the suspension and advection of sediments.

Les paysages ruraux et urbains sont caractérisés par une très forte hétérogénéité spatiale liée à la présence de végétation, bâtiments, clairières, routes, ..., ayant des propriétés physiques, des états hydriques et une résistance au vent très variables. Cette hétérogénéité locale des surfaces ajoutée à la topographie agissent sur les échanges entre la canopée et l'atmosphère, et donc sur les champs atmosphériques (vent, température, humidité), générant des conditions micrométéorologiques complexes sensibles à cette hétérogénéité. La modélisation des champs micrométéorologiques à l'échelle de paysages ruraux et urbains est important i) pour améliorer les prédictions météorologiques, en particulier les événements locaux, mais aussi ii) pour de nombreux domaines de la recherche environnementale liés par exemple à la climatologie urbaine, à la qualité de l'air, à la dissémination de grains de pollen transgéniques, à la stabilité des peuplements au vent, à la propagation des feux de forêt, aux échanges de CO2 entre la biosphère et l'atmosphère, etc. Ceci est d'autant plus vrai dans le contexte du changement climatique et notamment du possible accroissement des événements extrêmes aux conséquences environnementales, sanitaires et économiques lourdes. Bien que la modélisation des champs microméteorologiques ne puisse pas influer sur ce changement, elle peut être un outil pour comprendre l'impact du changement climatique sur les écosystèmes, pour explorer différents aménagements des surfaces rurales et urbaines, ou pour modifier les pratiques agricoles, afin de limiter les conséquences de ces événements extrêmes. Mes travaux de recherche au cours de ces dix dernières années ont principalement eu pour objectif de (i) développer et valider des modèles de canopées urbaine et rurale pour une meilleure simulation des champs micrométéorologiques à l'échelle paysages complexes, et (ii) d'étudier à partir de ces modèles l'impact des hétérogénéités de surface et de la petite topographie sur ces champs, sur la stabilité des arbres au vent, et sur la dispersion de pollen de maïs. Après une revue générale du contexte scientifique dans lequel mes travaux de recherche se situent, je décline mes principaux résultats de recherche suivant les quatre thématiques : 1) modélisation de la canopée urbaine, 2) dynamique du vent à l'échelle de couverts hétérogènes, 3) interaction vent-plante, et 4) dispersion environnementale de grains de pollen de maïs. Un bilan scientifique et académique est ensuite fait avant de présenter mon projet de recherche pour les années à venir.

Dans cette thèse je me suis intéressée à l'observabilité de la variabilité de la dynamique océanique de surface du Golfe de Gascogne à partir d'observations satellite et in situ et de simulations numériques basées sur le code SYMPHONIE. Les objectifs sont d'améliorer notre connaissance des processus haute fréquence (de quelques heures à quelques jours) forcés par l'atmosphère et d'évaluer l'adéquation des outils disponibles pour l'observation et la représentation de ces processus. Dans une première approche, j'ai estimé la capacité d'un jeu de données altimétriques côtier à observer la variabilité de l'Iberian Poleward Current (IPC) durant l'hiver 2004. Les résultats ont montré qu'un tel jeu de données était capable de détecter les pulses de l'IPC et que l'altimétrie est un outil complémentaire aux observations de SST et in situ pour le suivi de l'IPC. Dans une seconde approche, j'ai étudié la réponse de l'océan au passage de la tempête Klaus du 24 janvier 2009 simulée par le modèle. J'ai caractérisé la réponse en température et salinité et les processus de mélange associés, la réponse en courant de surface et le phénomène de surcote. Le réalisme du modèle a été évalué par comparaison avec des observations satellites et in situ. Une part importante de mon travail a été accordée à l'amélioration des performances de ma configuration du modèle avec la réalisation de tests sur les paramétrisations.