PARTIE III
Chapitre 03 : Prédiction des flux sédimentaires dans la
zone de déferlement de la houle
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Chapitre 03 : Prédiction des flux sédimentaires dans la zone de déferlement de la
houle
1 Introduction
C'est en France que les premières expérimentations ont été réalisées par Du Buat (1734 – 1809)
qui a mis en avant la théorie de contrainte de cisaillement. Plusieurs scientifiques se succédèrent au
fil des derniers siècles pour proposer ce qui devient petit à petit l'ensemble des théories actuelles.
Dès 1900, les premiers modèles physiques sont développés par Reynolds (1892 – 1912) in
(Cartier, 2011), notamment connu pour avoir mis en évidence les différents types d'écoulement. Un
peu plus tard, (Hjusltröm, 1935) a mis en lumière les vitesses de courant nécessaires au dépôt, au
transport et à l'érosion des sédiments. Ensuite, (Shields, 1936) détermine la contrainte de
cisaillement critique nécessaire à la mise en mouvement des particules et propose ainsi une
formulation mathématique largement reconnue et utilisée actuellement par l'ensemble de la
communauté scientifique.
Dans la même optique, une des premières formulations mettant en relation le transport de
sédiment avec les conditions d’agitation remonte à 1938 avec la relation de Munch-Peterson
(Petersen, 1950).
A partir des années 60, le "Delft Hydraulics Laboratory" publie de nombreux rapports mettant en
avant diverses techniques de piégeage et notamment la charge sédimentaire de fond (Delft
Hydraulics Laboratory, 1958, 1966, 1969) in (Cartier, 2011).
Dès les années 60, la littérature devient de plus en plus fournie et les expérimentations de terrain
connaissent un essor important, notamment au cours des années 70 et 80 avec le développement de
plusieurs techniques de piégeages (Helley, E.J et Smith, W., 1971; Katori, 1983; Kraus, 1987;
Hubbell, et al., 1985; Rosati, J.D et Kraus, N.C., 1989) ou de pompages (Van Rijn, 1979; Dijkman,
J.P.M et Milisic, V., 1982; Van Rijn, 1993).
Plus récemment, l’avènement des technologies acoustiques et optiques a permis la quantification
des flux sédimentaires à micro échelle ainsi que des intégrations sur des périodes de temps de
l’ordre du cycle tidal (Aagaard, et al., 2002; Masselink, G et Pattiaratchi, C., 2000; Amos, et al.,
2010).
2 Origine physique du transport littoral sur une plage
Avant de décrire la représentation mathématique du courant littoral, il est bon d'en fournir une
description physique : considérons une houle monochromatique d'amplitude H 0 et d'incidence α en
eau profonde approchant une côte rectiligne. Au-delà d'une certaine hauteur d'eau, la propagation de
la houle est indépendante de la profondeur (Cayocca, 1996).
Lorsque la houle commence à « sentir» le fond (c'est-à-dire que sa propagation est modifiée par
les variations de la profondeur), la composante du nombre d'onde normale à la côte augmente par
réfraction, de sorte que les rayons de houle tendent à s'orienter perpendiculairement à la côte.
Chapitre 03 : Prédiction des flux sédimentaires dans la
zone de déferlement de la houle
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Chapitre 03 : Prédiction des flux sédimentaires dans la zone de déferlement de la
houle
1 Introduction
C'est en France que les premières expérimentations ont été réalisées par Du Buat (1734 – 1809)
qui a mis en avant la théorie de contrainte de cisaillement. Plusieurs scientifiques se succédèrent au
fil des derniers siècles pour proposer ce qui devient petit à petit l'ensemble des théories actuelles.
Dès 1900, les premiers modèles physiques sont développés par Reynolds (1892 – 1912) in
(Cartier, 2011), notamment connu pour avoir mis en évidence les différents types d'écoulement. Un
peu plus tard, (Hjusltröm, 1935) a mis en lumière les vitesses de courant nécessaires au dépôt, au
transport et à l'érosion des sédiments. Ensuite, (Shields, 1936) détermine la contrainte de
cisaillement critique nécessaire à la mise en mouvement des particules et propose ainsi une
formulation mathématique largement reconnue et utilisée actuellement par l'ensemble de la
communauté scientifique.
Dans la même optique, une des premières formulations mettant en relation le transport de
sédiment avec les conditions d’agitation remonte à 1938 avec la relation de Munch-Peterson
(Petersen, 1950).
A partir des années 60, le "Delft Hydraulics Laboratory" publie de nombreux rapports mettant en
avant diverses techniques de piégeage et notamment la charge sédimentaire de fond (Delft
Hydraulics Laboratory, 1958, 1966, 1969) in (Cartier, 2011).
Dès les années 60, la littérature devient de plus en plus fournie et les expérimentations de terrain
connaissent un essor important, notamment au cours des années 70 et 80 avec le développement de
plusieurs techniques de piégeages (Helley, E.J et Smith, W., 1971; Katori, 1983; Kraus, 1987;
Hubbell, et al., 1985; Rosati, J.D et Kraus, N.C., 1989) ou de pompages (Van Rijn, 1979; Dijkman,
J.P.M et Milisic, V., 1982; Van Rijn, 1993).
Plus récemment, l’avènement des technologies acoustiques et optiques a permis la quantification
des flux sédimentaires à micro échelle ainsi que des intégrations sur des périodes de temps de
l’ordre du cycle tidal (Aagaard, et al., 2002; Masselink, G et Pattiaratchi, C., 2000; Amos, et al.,
2010).
2 Origine physique du transport littoral sur une plage
Avant de décrire la représentation mathématique du courant littoral, il est bon d'en fournir une
description physique : considérons une houle monochromatique d'amplitude H 0 et d'incidence α en
eau profonde approchant une côte rectiligne. Au-delà d'une certaine hauteur d'eau, la propagation de
la houle est indépendante de la profondeur (Cayocca, 1996).
Lorsque la houle commence à « sentir» le fond (c'est-à-dire que sa propagation est modifiée par
les variations de la profondeur), la composante du nombre d'onde normale à la côte augmente par
réfraction, de sorte que les rayons de houle tendent à s'orienter perpendiculairement à la côte.