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Theses Year : 2008

Dynamics of sandy beaches under the actions of waves, tide and artificial nourishments

Dynamique des plages sableuses soumises à l'action des vagues, de la marée et des rechargements artificiels

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Abstract

The thesis is devoted to the study of the cross-shore hydrodynamic and hydro-sedimentary processes and related morphodynamics on dissipative sandy beaches subjected to waves, tide and artificial nourishments. The adopted method is based on a deterministic numerical modelling which couples the wave propagation model FUNWAVE based on the fully linear equations of Wei et al. with two different sediment transport models and a module of morphological evolution. The first 1DH transport model includes the corrected near-bottom velocity proposed by Lynett and the Bailard's total sediment transport formula. The second pseudo-2DV transport model is a series of vertical turbulence-closure models expressed in sigma-coordinated. The double approach is validated by experiments in laboratory (mainly in the Delta Flume of Delft Hydraulics in The Netherlands) and in situ on the Pentrez beach in the bay of Douarnenez (Finistère). The waves propagation and the vertical structure of velocities and suspended sediment concentrations are fairly well reproduced. The morphological evolution, like bar migration, is correctly reproduced in spite of an excessive smoothing. The 1DH model, more stable and cheaper from a computally point of view than the pseudo-2DV model, was applied to quantify the influence of the various parameters on morphodynamics of plane beaches under waves and tide. Results of simulations fit with the descriptive model of Masselink and Short. Finally, the 1DH model has been run to explore the behaviour of artificial nourishments and sketch some practical recommendations.
La thèse s'attache à l'étude des processus hydrodynamiques et hydro-sédimentaires ``cross-shore'' affectant la morphodynamique des plages sableuses dissipatives soumises à l'action des vagues, de la marée et des rechargements artificiels. La méthode choisie, qui s'appuie sur la modélisation numérique déterministe, couple le modèle de propagation de vagues FUNWAVE basé sur les équations complètement non linéaires de Wei et al. avec deux modèles de transport sédimentaire et un module d'évolution morphologique. Le premier modèle de transport, 1DH, intègre la vitesse près du fond corrigée par Lynett et la formule de transport sédimentaire total de Bailard. Le second modèle, pseudo-2DV, est une juxtaposition de modèles 1DV de turbulence exprimée en coordonnée sigma. Ce double outil est validé par des mesures de laboratoire (principalement dans le canal Delta Flume du Delft Hydraulics aux Pays-Bas) et in situ sur la plage de Pentrez en baie de Douarnenez (Finistère). Il reproduit bien la propagation des vagues, la distribution verticale des vitesses et des concentrations de sédiments en suspension, et de manière satisfaisante en dépit d'un lissage excessif l'évolution morphologique comme le mouvement des barres. La version 1DH, plus stable et moins coûteuse en temps calcul que la version pseudo-2DV, a été appliquée pour quantifier l'influence des différents paramètres sur la morphodynamique de plages planes soumises à l'action conjuguée des vagues et de la marée. Les résultats des simulations sont conformes au modèle descriptif de Masselink et Short. Finalement, ce modèle 1DH a été mis en oeuvre pour explorer l'évolution de rechargements artificiels et esquisser quelques recommandations préliminaires sur leur pratique.
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Dates and versions

tel-00380212 , version 1 (07-05-2009)
tel-00380212 , version 2 (28-07-2009)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00380212 , version 2

Cite

David L. Morellato. Dynamique des plages sableuses soumises à l'action des vagues, de la marée et des rechargements artificiels. Océan, Atmosphère. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00380212v2⟩
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