Fonctionnement morphodynamique d'une plage mixte de sable et de galets - Apports de la modélisation physique
Résumé
Les littoraux constitués de sédiments grossiers, communs dans les moyennes à hautes latitudes, se caractérisent par des valeurs de porosité et de perméabilité plus importantes, et des profils de plage plus réflectifs et à pente plus forte si on les compare aux littoraux purement sableux. Une des complexités majeures de ce type de massif sédimentaire est l’hétérogénéité en taille et en forme du sédiment qui le compose, allant de graviers aux galets, souvent mélangés en proportions variables à des sables. Cette hétérogénéité induit des variations notables de la porosité interne et par conséquent influence la morphodynamique de la plage. Les objectifs de cette étude qui s’appuie exclusivement sur une modélisation analogique sont : (1) d’analyser l’évolution d’un profil de plage à forte porosité soumis à différents forçages (vagues régulières et irrégulières, variations du niveau d’eau moyen) ; (2) de décrire les processus opérant dans la zone de déferlement ; (3) de quantifier la réflexion des vagues en fonction de la morphologie du profil de plage ; (4) d’estimer l’impact d’une diminution progressive de la porosité par ajout de sable sur la morphodynamique. Les expériences ont été menées dans un canal à houle d’une longueur de 18 m, pour 65 cm de hauteur et 50 cm de large. Afin de respecter au maximum les similitudes d’échelle, des matériaux de faible densité ont été utilisés : d’une part des granules PET de 2.5 mm de diamètre et de densité d = 1.4 g/cm3 pour simuler les galets, d’autre part de l’abrasif plastique (150-250 µm, d = 1.48 g/cm3) pour simuler le sable. Les expériences n’incluant que des granules (galets) ont naturellement mené à la formation d’une marche de bas de plage associée à un replat topographique dans la zone de déferlement et un haut profil de plage abrupt. Les variations du niveau d’eau moyen se traduisent par des ajustements morphologiques de la plage, et des variations du coefficient de réflexion de la houle. L’ajout de sédiments fins en avant-plage a pour conséquence une infiltration progressive des fines dans le massif grossier perméable, sous la couche active de charriage des granules. Le colmatage de la porosité conduit à une diminution des pentes en bas de plage et à une plus faible réflexivité de la houle en bas niveau. L’utilisation de matériaux plastiques basse densité s’avère prometteuse et constitue une option intéressante pour étudier en laboratoire la morphodynamique des littoraux à granulométrie grossière.