La ville du Havre et son agglomération sont implantées entre l'estuaire de la Seine et le plateau crayeux du Pays de Caux. Ce territoire côtier est soumis à des risques naturels typiques des zones littorales que sont les submersions marines et l'érosion des falaises. L'étude a été réalisée à partir de photographies aériennes et de relevés topographiques aériens LiDAR (laser altimétrique). Elle a visé à cartographier les zones de débordement et d'inondations historiques (1981, 1983 et 1984) et potentielles de la ville basse du Havre en superposant divers scenarii de niveaux d'eaux statiques et la topographie haute précision de la zone urbaine. Les falaises littorales de la pointe de Caux, situées entre le Cap de La Hève et le Cap d'Antifer subissent une dynamique gravitaire à mouvements de terrain récurrents. L'étude de la zone entre 1985 et 2008 (23 ans) montre un taux d'érosion moyen du haut de falaise de 18 cm/an. L'accumulation de dépôts d'éboulis a formé un talus continu en pied de falaise qui atteint un volume de 36,7 millions de m3. Les dépôts d'éboulis sont localement très variables en taille, volume et composition, du nord au sud du secteur d'étude et n’est atteint que sur 10 % du linéaire étudié lors des hautes mers de vive-eau. L'impact d'une augmentation du niveau marin au Havre (1,6 à 2,4 mm/an) est susceptible d'amplifier à long terme l'intensité de ces deux aléas côtiers, mais il apparaît cependant comme faible par rapport à l'influence des facteurs météorologiques. / Le Havre suburb is located between the Seine estuary and the chalk plateau of the Paris basin NW boundary. This coastal territory is submitted to typical natural hazards observed on coastal areas that are coastal floods and cliffs erosion. The study use data from aerial photographs and LiDAR surveys. The lower part of Le Havre town, built around historical tidal docks, is sensitive to coastal floods hazard. Three urban coastal floods occurred in 1981, 1983 and 1984 resulting to a combination between high water level of spring tides and surges produced by low air pressure and/or strong winds. The aim is to map, in the lower part of Le Havre town, the areas of potential overflow and flood. Different scenarii of static water levels have been applied on the accurate urban topography from LiDAR. Coastal cliffs, located between La Hève and Antifer Capes, showed recurrent gravitational movements. On the period 1985-2008 (23 years), the cliff top shows an average erosion rate of 18 cm/yr. The accumulation of sedimentary instabilities had formed a continuous wedge of 36.7 million m3. The wedge deposits are very variable in size, volume and nature, from north to south. At Le Havre, the impact of the sea-level rise may amplify, in long-term scale, the intensity of these two coastal hazards. However, the SLR impact appears to be low compared to the influence of meteorological factors.

Ce travail de recherche s’inscrit dans le contexte actuel d’accroissement de la vulnérabilité de l’Homme et des activités humaines face aux risques littoraux (aléas érosion et submersion marine), en lien avec les changements environnementaux globaux (élévation du niveau moyen relatif des océans et augmentation de la fréquence et de la virulence des tempêtes) et à la concentration de la population sur le littoral. Suite à la tempête Xynthia du mois de février 2010, l’Etat français s’est doté d’une Stratégie Nationale de Gestion Intégrée du Trait de Côte visant à mettre en place de nouvelles approches en matière de gestion du trait de côte, et notamment, favoriser le repli stratégique contre la défense côtière à tout prix. La mise en place de cette stratégie doit avant tout s’appuyer sur la mise en place d’un réseau d’observation et de suivi de l’évolution du trait de côte à l’échelle de la France. Ce travail s’inscrit dans cette problématique. Il a eu pour objectif d’étudier les dynamiques du trait de côte des plages sableuses et des cordons de galets (formes d’accumulation) de la Bretagne, à différentes échelles spatio-temporelles. Sur le long terme, l’analyse a consisté dans un premier temps à établir une typologie des côtes d’accumulation suivant différents critères morphosédimentaires ; la cinématique du trait de côte a ensuite été analysée à l’échelle des soixante dernières années (1950-2010) à partir d’une étude diachronique par photogrammétrie. Sur le moyen terme, l’analyse s’est faite dans le cadre des suivis topomorphologiques réalisés à l’échelle pluriannuelle à pluridécennale, de plusieurs sites ateliers de l’ODC (IUEM) et/ou du SNO Dynalitt. L’étude des changements morphosédimentaires s’est accompagnée d’une analyse de données de houle, de marée, de vent, et de pression atmosphérique, dans le but d’expliquer la part de ces forçages dans l’alternance de phases d’érosion et de périodes de régénération. Enfin sur le court terme, cette analyse s’est basée sur des levés topomorphologiques à haute fréquence réalisés au cours de l’hiver tempétueux 2013-2014. A cela, s’est ajoutée une étude expérimentale visant à quantifier le runup, dans le but d’analyser l’impact des niveaux d’eau extrêmes à la côte sur l’érosion du trait de côte. De manière globale, la quantification des variations du trait de côte sur le long terme a mis en évidence une tendance à l’érosion (27 % de linéaire étudié), une progradation du trait de côte non négligeable (20,5 % de linéaire) ainsi qu’une importante artificialisation du trait de côte (34,5 % de linéaire). La similitude des réponses morphosédimentaires des cordons littoraux étudiés aux conditions météomarines a permis d’identifier cinq phases distinctes. Trois phases morphogènes (de 1998 à 2003 ; de l’hiver 2006/07 au printemps 2008 ; de l’hiver 2012/13 à aujourd’hui), caractérisées par une érosion importante du trait de côte combinée à une haute fréquence des épisodes tempétueux ; et deux phases au cours desquelles les conditions météomarines ont été plus clémentes (de 2003 à l’hiver 2006/07 ; du printemps 2008 à l’hiver 2012/13), permettant la régénération des cordons littoraux. Au cours de l’hiver 2013-2014, trois tempêtes ont été particulièrement morphogènes en matière d’érosion du trait de côte car elles ont été combinées à de fortes marées de vive-eau : la tempête du 4 et 5 janvier, celle du 1 au 3 février, ainsi que celle du 2 au 3 mars. Durant cet hiver, le recul moyen pour tous les sites étudiés a atteint -6,3 m, avec un maximum d’environ -30,1 m et un minimum de -0,2 m. / This research is part of current context of increasing of human beings and human activities vulnerability face to coastal risks (erosion hazards and marine submersion), linked to global environmental changes (global relative sea level rise and growth of storms’ frequency and intensity) and the current concentration of the population on the coastline. Following the storm Xynthia (February 2010), France has adopted a national strategy dealing with coastal erosion and shoreline retreat, in order to define a new integrated national strategy of coastline management, promoting the relocation of stakes and properties. This strategy focuses on the monitoring of shoreline changes and the identification of coastal risks due to erosion.This work fall within this issue. The main objective was to study sedimentary coasts dynamics (sand dunes and gravel barriers) of Brittany, following different spatial and temporal scales. In the long term, the analysis consisted, first of all, in establishing a typology of sedimentary coasts according to several morpho-sedimentary criteria; then, coastline kinematic has been analyzed over the last sixty years (1950-2010) through a diachronic study using photogrammetry. In the medium term, analysis was carried out as part of topographic surveys performed at multi-annual to multi-decadal scale, on several Observatoire du Domaine Côtier (IUEM) and/or Service National d’Observation - Dynalitt survey sites. The morpho-sedimentary study was combined with a wave, tide, wind and atmospheric pressure analysis, in order to explain the role of these forcing in the erosion and recovery successive phases. Finally, in the short term, analysis was based on high frequency of topomorphological surveys carried out during the 2013-2014 stormy winter. Additionally, an experimental study to quantify runup process, in order to analyze extreme water levels impact on shoreline erosion.Overall, the quantification of coastline variations over the long term revealed an erosion tendency on 27% of the studied linear, a non-negligible progression of the shoreline on 20.5% of the studied linear, and a significant shoreline anthropogenic impact (34.5% of the studied linear). The similarity of the morpho-sedimentary responses of the littoral strands studied to the meteorological conditions allowed to identify five distinct phases. Three morphogenetic phases (1998 to 2003; winter 2006/07 to spring 2008; winter 2012/13 to the present), characterized by severe shoreline erosion combined with a high frequency of storm episodes, and two phases (2003 to winter 2006/07 ; spring 2008 to winter 2012/13) characterized by milder weather conditions, allowing shoreline recovery. During 2013-2014 winter, three storms were particularly morphogenetic for sedimentary coasts, because they were combined with high spring tides: January 4-5, February 1-3, and March 2-3. During this winter, the average retreat for all studied sites reached -6,3 m, with a maximum of -30,1 m and a minimum of -0,2 m.

La découverte d'un grand nombre de vestiges archéologiques immergés, à proximité de la ville actuelle d'Alexandrie, a rendu nécessaire un travail pluridisciplinaire sur les variations relatives du niveau de la mer et la mobilité des paysages côtiers au cours des temps antiques. Une double approche à été suivie : des prospections sous-marines en scaphandre autonome et trois campagnes de carottages. Ce travail a permis de reconstituer l'évolution géomorphologique du littoral d'Alexandrie depuis 6000 ans. La morphogenèse d'un tombolo reliant l'île de Pharos au continent a été étudiée ainsi que le comblement progressif des baies orientales et occidentales. A partir de la fin du IVe s. ap. J.-C., la fondation d'Alexandrie provoque une artificialisation du littoral. L'Heptastade est construit sur le sommet du tombolo. L'aménagement de cette chaussée est à l'origine de deux vastes complexes portuaires. La rade principale, la mieux protégée, occupe la baie située à l'est de l'Heptastade. Plusieurs carottages ont été implantés dans des bassins portuaires antiques. Ces derniers constituent d'excellents pièges à particules qui ont permis de reconstituer l'évolution paléoenvironnementale du littoral et de mettre en évidence la mobilité du trait de côte. Les sédiments qui façonnent le tombolo et colmatent les ports ont une origine nilotique. L'étude des sources sédimentaires a été traitée en utilisant la minéralogie des argiles et les signaux isotopiques en Néodyme et Strontium. Enfin, plusieurs indices témoignent d'une présence des sociétés humaines sur ce littoral antérieure à la fondation de la ville par les grecs. Deux traceurs de l'anthropisation ont été utilisés. Les spectres polliniques montrent une arrivée des céréales avant le IVe av. J.-C. Le signal géochimique en plomb indique des activités métallurgiques dès 2600 av. J.-C.

La reconstitution de l'évolution du rivage de la flèche Mandji, et en particulier des secteurs de Port-Gentil et du Cap Lopez, a été réalisée pour la période de l'Holocène à l'actuel, par fusion de multiples sources iconographiques (cartes et plans historiques, cartes marines, photographies aériennes, images satellites, mesures de terrain) permettant ainsi l'analyse des impacts naturels et des actions anthropiques sur cette partie du littoral gabonais. L'étude de l'évolution historique du trait de côte a été réalisée en s'appuyant sur les datations au C14 des paléoenvironnements. Les plans levés et les cartes couvrant la période de 1660 à 1886 ont permis de comprendre les étapes pluriséculaires de la morphogenèse de la flèche. Concernant les dates les plus récentes, on a eu recours aux photographies aériennes de 1945, 1957, 1988, à deux images Landsat TM de 1990 et ETM+ de 2001, à une série de cartes marines couvrant la période 1962-2007, à un suivi régulier de la position de la laisse de haute mer par Total Gabon. Ces documents numérisés sont intégrés et gérés par un Système d'Information Géographique (SIG) afin de produire la donnée relative à la dynamique du littoral. La mobilité du trait de côte a été décrite et quantifiée pour la période allant de 1962 à 2007 et se solde par un recul important, particulièrement le long des secteurs urbanisés, ce qui constitue une menace potentielle pour les installations humaines. Cette thèse est une mise au point sur la question de l'évolution de la flèche Mandji et des risques naturels induits. Elle propose quelques remèdes envisageables à court et à long terme.

Les travaux effectués dans le cadre de ce doctorat se sont intéressés au comportement géomorphologique des littoraux Sud bretons, situés entre la pointe du Talut (Lorient) et l'estuaire de la Vilaine (Penestin). Principalement constitués de côtes basses, composées de falaises altérées ou de systèmes dunes-plages, ces littoraux sont sensibles aux processus d'érosion favorisant le recul du trait de côte. De plus, les pressions anthropiques exercées sur la frange littorale augmentent fortement depuis les années 50 et favorisent une artificialisation croissante des espaces côtiers. Dans ce contexte, ces travaux ont cherché à appréhender l'incidence de la complexité des relations " nature " - " société " dans le fonctionnement géomorphologique de ces littoraux, en s'intéressant plus particulièrement à l'occurrence des processus érosifs. L'analyse est fondée sur une approche multiscalaire et multifactorielle, basée sur trois années de travail terrain, ainsi que sur une analyse spatiale et statistique des variations du trait de côte, sur différents pas de temps. Sur le long terme (échelle de temps pluri-décennale), l'analyse a consisté à mettre en relation les variations du trait de côte mesurées à partir de photographies aériennes avec une base de données SIG décrivant les facteurs contrôlant l'évolution du trait de côte. De cette manière, les relations de dépendances spatiales et statistiques entre les mouvements du trait de côte et ces facteurs ont pu être établies afin de hiérarchiser leurs rôles respectifs. L'analyse a été effectuée sur plusieurs pas de temps en fonction de la disponibilité des clichés aériens. Elle s'est intéressée à cinq systèmes côtiers : le Massif Dunaire Gâvres-Penthièvre, la presqu'île rocheuse de Quiberon, la baie de Quiberon, le Golfe du Morbihan et les plages Sud Est de la presqu'île de Rhuys. Sur le court terme (échelle de temps biannuelle), l'analyse a cherché à caractériser le comportement morphodynamique de 25 plages situées au sein du Massif Dunaire Gâvres-Penthièvre, de la baie de Quiberon et de la Presqu'île de Rhuys, à partir de données granulométriques, de données topographiques et de données modélisées de la houle au large et à la côte. Les résultats obtenus ont été comparés de manière à établir une typologie des comportements morphodynamiques et géomorphologiques. La combinaison des résultats obtenus a permis de proposer des modèles conceptuels du fonctionnement géomorphologique de ces systèmes côtiers et d'analyser la complexité des relations entre " contraintes naturelles " et " contraintes anthropiques ". A l'échelle des systèmes côtiers, les variations du trait de côte, sur les longs et moyens termes, sont principalement expliqués par des contraintes morphologiques et hydrodynamiques. Sur certains pas de temps, les mesures de protections des dunes bordières favorisent la progradation du front dunaire. A une échelle plus fine, le recul du trait de côte est contrôlé par des processus d'érosion accélérée ou par des processus d'érosion anthropique. L'analyse de ces interactions a permis de proposer une typologie des formes de vulnérabilité affectant les côtes de Bretagne Sud, intégrant l'importance relative du contrôle de l'élément anthropique dans l'occurrence et la localisation des processus érosifs.

Dans quelle mesure les variations du niveau marin actuelles agissent-elles sur la mobilité du trait de côte? Cette question est difficile en raison du caractère lacunaire des jeux de données côtières disponibles. Cette thèse montre tout d'abord qu'il est possible d'évaluer l'élévation relative du niveau de la mer en combinant l'interférométrie radar satellitaire l'analyse de données géodésiques ponctuelles telles que le GPS. Elle examine ensuite le cas de littoraux ayant fait l'expérience d'une élévation du niveau de la mer sensiblement différente de la moyenne globale lors des 50 dernières années. Dans le cas d'atolls de Polynésie Française, les données disponibles montrent le rôle majeur des vagues saisonnières et cycloniques pour contrôler l'évolution du trait de côte. Dans certains secteurs, les effets des vagues sont suspectés se combiner avec l'élévation du niveau de la mer pour favoriser l'érosion de secteurs abrités. Dans le cas de la base de données côtière européenne Eurosion, environ 17 000 observations côtières sont disponibles et peuvent être analysées par une méthode d'exploration de données basée sur les réseaux Bayésiens. Une partie de la variabilité spatiale de l'évolution du trait de côte s'explique par le fait que les littoraux de Fennoscandie sont majoritairement en accrétion, alors qu'ils sont affectés par une baisse du niveau de la mer liée au rebond post-glaciaire. D'une manière générale, ces résultats suggèrent qu'il est encore trop tôt pour observer des effets érosifs évidents de l'élévation du niveau de la mer d'origine climatique. Une analyse probabiliste de l'équation du bilan sédimentaire côtier montre que si cette équation est vérifiée, les effets de l'élévation du niveau de la mer deviendront perceptibles à partir de la seconde moitié du XXIe siècle si les objectifs de réduction des gaz à effet de serre ne sont pas atteints. Finalement, cette thèse ouvre un champ de recherches dans le domaine des mathématiques appliquées pour l'étude des conséquences du changement climatique et de l'élévation du niveau de la mer dans les zones côtières. / To which extent does present day sea-level rise affect shoreline changes? This question remains largely open due to the lack of knowledge and data regarding coastal hydrosedimentary processes and relative sea-level changes (i.e., including vertical ground motions). This PhD Thesis first addresses the question of measuring relative sea-level changes using a combination of geodetic data, including satellite-radar interferometry and permanent GPS stations. Then, it examines the case of coasts that experienced sea-level changes significantly different from the global average over the last 50 years. In the case of atoll islands of French Polynesia, the available data illustrate the major role of southern, trade and cyclonic waves in controlling shoreline changes. For some sheltered coasts, waves are suspected to combine with sea-level rise to favour shoreline retreat. In the case of the European coastal database Eurosion, about 17 000 coastal observations are available and have been analysed using a Bayesian network. Here, part of the spatial variability of shoreline changes can be explained by the fact that Fennoscandian coasts are not only accreting, but also uplifting due to the post-glacial rebound. Overall, these results suggest that it is still too early to observe obvious effects of climate-induced sea-level rise. A probabilistic analysis of the coastal sedimentary equation shows that under common assumptions on hydrosedimentary processes, sea-level rise impacts for beaches should become observable during the second half of the 21st century, if the efforts to maintain climate warming below the 2 C threshold fail. Finally, this PhD thesis offers opportunities for stimulating future research in the field of mathematics applied to the question of climate change and sea-level rise impacts to coastal zones.

Cette thèse traite du comportement géomorphologique des littoraux situés entre la pointe du Grouin et Cap Fréhel. Ce littoral est composé de quatre systèmes côtiers : des côtes basses (système vaseux et système plage dune), et des côtes rocheuses (système falaise dure et système falaise meuble). La dynamique de ces systèmes est régie par des transferts depuis des sites sources vers des sites puits. La variation de ces transferts, dans le temps et l’espace conditionne le rythme d’évolution du littoral. Les systèmes plages –dunes et falaises meubles (qui sont souvent associés au sein d’une seule cellule sédimentaire en tant que puit et source) sont particulièrement sensibles à ces variations et aux processus d’érosion. De plus, l’augmentation des pressions anthropiques depuis les années 60 a mené à une artificialisation de zones côtières et à une modification profonde des flux sédimentaires. Dans ce contexte, nous retraçons la mobilité récente du trait de côte et nous tentons de reconnaître les principaux types de fonctionnements morphodynamiques à long et à moyen terme. Nous essayons aussi de déterminer le rôle respectif des forçages naturels et anthropiques. L’analyse est fondée sur le traitement numérique de photographies aériennes pour retracer la cinématique du trait de côte et pour quantifier les tendances et les rythmes d’évolution. L’analyse met en relation les variations du trait de côte avec une base de données SIG décrivant les facteurs contrôlant l’évolution. La combinaison des résultats obtenus a permis de noter que le recul du trait de côte est contrôlé par des processus d’érosion accélérée lors d’événements intenses (tempêtes) et par des processus d’érosion anthropique. Le déficit sédimentaire de certaines plages est peut être aussi lié à une pénurie des apports livrés par les falaises meubles. Les rôles respectifs de ces deux forçages (tempêtes et anthropisation) sont hautement variables suivant les sites et aucune règle générale ne peut être établie sur la région. IL n’y a que des cas particuliers. / This PhD deals with the geomorphologic behavior of the Northern coast of Brittany between the Pointe du Grouin and Cap Frehel. The coastline is comprised of four coastal systems: low coasts (marsh system, and dune system) and rocky coasts (hard rock cliffs, soft rocks cliffs). The dynamics of these systems is controlled by transfers of energy and sediment (from source sites to sink sites). The variation of these transfers in time and space modifies the sedimentary stock and therefore the rate of morphological evolution of the coastline. The dunes / soft cliffs association puit sites and source sites) are especially sensitive to these variations and show many erosion processes and features. Moreover the increase in anthropogenic pressures since the 60s has led to increasing artificial coastal areas. In this context, we trace the recent mobility of the coastline and we try to identify the main types of morphodynamics behavior in the evolution of coastal forms. The analysis is based on the digital processing aerial photography in order to quantify the trends of the evolution. The analysis links the changes with a GIS database describing the factors controlling the evolution of the coastline. Results show that retreat is controlled by accelerated erosion process during storms and by anthropogenic processes. The sediment deficit of some beaches may be related to a shortage of inputs from the soft cliffs. The respective roles of storms and anthropic forcing are highly variable from one site to another and no general rule may be constructed for the entire region

La question de la remontée des niveaux marins et du recul du trait de côte est aujourd'hui une préoccupation de premier ordre face à laquelle les sociétés sont en attente de connaissances et de propositions. Or, les littoraux les plus menacés, les côtes basses, sont d'une part le siège de pratiques séculaires, de "défense contre la mer" et ont, d’autre part, été investis dans une période récente par des activités touristiques tournées vers l'exploitation des plages. Cette vulnérabilité physique et sociale explique notre choix pour les littoraux correspondants aux trois communes de Vias, Agde et Marseillan (golfe du Lion). Ces terrains réunissent un ensemble de caractéristiques qui en font un terrain laboratoire propice à l’observation et au traitement de cette problématique. L’érosion et la submersion marine ont marqué l’espace et les paysages de ces territoires. Face à cette situation de vulnérabilité se pose la question de l'adaptation des systèmes socio-économiques qui se sont développés dans ces espaces et de la résilience des territoires. La résilience désigne la capacité à anticiper, à réagir et à rebondir après un événement perturbateur. Cette approche nous permet de comprendre comment la société locale réagit face à des situations de vulnérabilité et comment se construisent les capacités d’adaptation et de résilience dans sa dimension territoriale. L’approche monographique est mobilisée dans notre travail à partir des entretiens semi-directifs, l’objectif est de confronter la notion théorique de la résilience des territoires à sa réalité pratique. À travers, ces trois territoires, il s’agit d’apporter des connaissances empiriques afin de décrypter les enjeux et révéler un modèle de développement axé sur la littoralisation des activités. Nous proposons à la fin de ce travail une nouvelle démarche, la Résilience Intégrée de Zones Côtières (RIZC), pour dépasser la complexité du réel et entretenir les solidarités entre tous les acteurs concernés. La RIZC permet de maintenir un niveau d’activité à l’aide des capacités de la souplesse du système afin de limiter les conflits d’intérêts entre public et privé et renforcer leur confiance mutuelle. / Rising sea levels and coastline recession have become a major issue about which society requires knowledges and solutions. The shorelines most threatened are low seacoasts which are both places of century-old traditions of coastal protection and localities exploited for tourism attracted by their beaches. This material and social vulnerability explains our choice of three municipalities: Vias, Agde and Marseillan (France, Gulf of Lion). These cases highlight features that permit pertinent observations on the subject. Erosion and coastal flood have shaped their landscape and planning. Can socioeconomics systems adapt to this new vulnerability? Resilience is the capacity to anticipate, react and bounce back after a disturbance. This approach allows us to understand how local communities react to vulnerability and plan new forms of resilience and adaptation. We use semi-structured interviews to build monographs and contrast theoretical resilience against real life experiences. These three territories are used to gather empirical knowledge in order to clarify the issues at stake and the need to abandon the concentration of activities on shorelines. Finally, we discuss how a new approach known as integrated coastal zone management; can overcome the complexity of the real situations encountered and underpin solidarity between all the stakeholders. Using a more versatile system, integrated coastal zone management, can help to maintain activities, limit conflicts of interest between public and private stakeholders and strengthen their mutual trust.

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.

Ces dernières années, de nouvelles stratégies ciblant un accompagnement de la mobilité du trait de côte plutôt que sa fixation ont vu le jour. Parmi celles-ci, les ouvrages atténuateur de houle visent à protéger la côte en dissipant l’énergie des vagues par déferlement bathymétrique, tout en restant invisibles depuis la plage. Leur utilisation a toutefois eu des effets contrastés et les processus hydro-sédimentaires induits par ces structures restent mal connus. L’objectif général de ce travail est de mieux comprendre les effets de ces atténuateurs de houle sur la morphodynamique littorale, notamment sur des sites où l’évolution de l’avant-côte est complexe et dynamique. L’observation des effets induits par un atténuateur de houle installé au lido de Sète (Golfe du Lion), sur la dynamique littorale est réalisée via un dispositif vidéo qui permet de caractériser l’évolution morphologique du système. En s’appuyant sur une méthode automatique de correction des images développée dans le cadre de cette thèse, l’estimation de la bathymétrie par inversion de la célérité des vagues et ses erreurs associées sont évaluées pour la première fois en Méditerranée. Les observations montrent que l’atténuateur de houle impacte de manière importante la morphologie et la dynamique des barres sableuses pré-littorales et révèlent que l’élargissement de la plage résulte principalement de son couplage avec la nouvelle forme de barre plus linéaire. Le modèle morphodynamique 2DBeach est ensuite implémenté sur Sète et sur un second site atelier en Australie où un récif artificiel de taille et de forme différente a été mis en place. Les simulations réalisées permettent de déterminer les circulations induites par ces ouvrages ainsi que les évolutions sédimentaires associées. Enfin, ce travail met en lumière les différents processus physiques contrôlant l’influence d’un atténuateur de houle sur les évolutions morphologiques des barres sableuses pré-littorales et du trait de côte, et renforce des connaissances essentielles à la gestion durable des plages sableuses. / In recent years, traditional coastal defense strategy has become increasingly unpopular as it is costly and lastingly scars the landscape with sometimes limited effectiveness or even adverse impact. Mimicking natural reefs, submerged breakwaters aims to protect the coast, decreasing wave energy through wave breaking offshore with the advantage of remaining invisible from the beach. The general objective of this work is to better understand the different morphodynamic processes that interact in the presence of these structures, especially for complex beach morphology with highly dynamic sandbars. The observation of the effects induced by a submerged breakwater deployed at the Lido of Sète (Gulf of Lions) on the morphological response is performed using a video monitoring system. Based on an automatic method for image correction developed in this thesis, a video-derived depth inversion algorithm was tested to infer nearshore bathymetry from remotely-sensed wave parameters. Our observations show that the submerged breakwater had a profound impact on the shoreline-sandbar system and suggest that, on barred beaches, the role of the sandbar is critical to shoreline response to the implementation of such a structure. The expected salient formation was not observed and, instead, shoreline coupled to the modified sandbar geometry, which resulted in a slight seaward migration of the shoreline in the lee of the structure. In order to characterize the nearshore circulation induced by these structures and to better assess sediment transport, the morphodynamic model 2DBeach was then implemented on Sète and at another beach in Australia where an artificial reef of different size and shape has been deployed. This work allows a better understanding of the influence of a submerged breakwater on the morphological evolution of sandbars and shoreline on time scales from storm to years, and provides new insight into nearshore system response to better design sustainable management of sandy beaches.