Aeolian sand transport control and management measures on a human-altered coast : the coastline of Dunkirk seaport, Northern France

La façade littorale du Grand Port Maritime de Dunkerque est une cellule sédimentaire quasi-fermée où les formes dunaires résultent de l’imbrication de facteurs humains et naturels. Ce littoral peut être divisé en deux parties : la partie Ouest est constituée d’un cordon bordier sur une longueur de 7 km (plage du Clipon) et le long de la partie Est, la plage est adossée à une digue en enrobé bitumineux de 6 km de long (digue du Braek) où des transferts sableux se produisent. L’objectif de cette étude est de (1) caractériser les formes dunaires et leur évolution sur un site artificiel, (2) quantifier le transport éolien sur le haut de plage, le versant externe de la dune bordière et la digue du Braek, et (3) proposer des mesures de gestion afin de remédier aux contraintes d’exploitation engendrées par les dépôts éoliens sur les infrastructures. A moyen terme (28 ans), l’analyse diachronique de photographies aériennes montre que les superficies dunaires ont fortement augmenté depuis 1983. A court terme (2 ans), des mesures topographiques révèlent que les dunes continuent de se développer aujourd’hui mais gardent la marque des interventions anthropiques passées. Sur la digue du Braek, des formes dunaires se sont naturellement constituées sur l’asphalte. Le sable a été colonisé par Ammophila arenaria qui s’est enraciné sous l’enrobé par l’intermédiaire de fissures. Une typologie de ces dunes de digue a été proposée. A l’Est, des dunes se développent en pied de digue en raison de l’interruption des transferts sédimentaires longitudinaux par une jetée. Des piégeages éoliens in situ ont montré que le transport éolien était essentiellement contrôlé par la vitesse du vent et la source de sable disponible. Par vents frontaux et obliques, les dunes de pied de digue constituent la principale source des envols, et le transport éolien est favorisé par une accélération du vent sur le versant exposé. Différents types de brise-vent ont été testés sur l’ensemble du site afin de trouver le meilleur mode de gestion souple de ces envols de sable. Ces analyses montrent que si la localisation des structures brise-vent a une grande influence sur leur efficacité, les systèmes habituellement utilisés sur les plages (ganivelles, filets synthétiques) peuvent aussi favoriser le développement de dunes sur une digue en asphalte. Les mesures de gestion envisagées sont la stabilisation des principales sources de sable en pied de digue ainsi que le renforcement de la dune bordière aux endroits les plus fragiles.The coastline of Dunkirk seaport is a sedimentary cell where dune morphology is the result of both natural processes and human intervention. This shoreline can be divided in two parts: a western part of 7 km long, where a macrotidal beach is backed by naturally developing coastal dunes, and an eastern part consisting of a 6 km long asphalt dike overtopped in places by low elevated aeolian dunes. This study aims at (1) describing aeolian dunes and their evolution on a human-altered coast, (2) quantifying aeolian sand transport on the upper beach, the seaward slope of the foredune and the asphalt dike, and (3) suggesting management measures in order to solve windblown sand accumulation problems on harbour infrastructures. On the middle term (28 years), diachronic analysis of aerial photographs shows rapid development of dunes area since 1983. On the short term (2 years), topographic surveys reveal that dune development is still ongoing, although dune morphology keeps the marks of passed human interventions. Dunes have naturally developed on asphalt and their formation is initiated by Ammophila arenaria colonisation of numerous perpendicular cracks in the dike. A typology of these dunes is proposed. Dike toe dunes have developed at the beach/dike contact in the most eastern part of the site, where a jetty is interrupting net sediment transport. In situ field measurements revealed that aeolian sand transport is mainly controlled by wind speed and the source of sand available. Under oblique to direct onshore winds, dike toe dunes are the main source of windblown sand on the dike, and aeolian transport is enhanced by a wind speedup on the windward slope. Different kinds of windbreaks have been tested in order to solve uncontrolled aeolian sand transport problems on the dike, as well as to consolidate foredunes. It appeared from the topographic surveys carried out on the windbreaks that although their location seemed to play a major role on the amount of sand captured, fences and synthetic fabrics deployed on sandy surfaces were also able to trap windblown sand on a seaport dike. Management measures considered are a stabilisation of main sand sources at the dike toe and consolidation of foredunes with windbreaks