Les conséquences de l'élévation du niveau marin pour le recul du trait de côte

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.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