Etude des dynamiques du trait de côte de la région Bretagne à différentes échelles spatio-temporelles

This research is part of current context of increasing of human beings and human activities vulnerability face to coastal risks (erosion hazards and marine submersion), linked to global environmental changes (global relative sea level rise and growth of storms’ frequency and intensity) and the current concentration of the population on the coastline. Following the storm Xynthia (February 2010), France has adopted a national strategy dealing with coastal erosion and shoreline retreat, in order to define a new integrated national strategy of coastline management, promoting the relocation of stakes and properties. This strategy focuses on the monitoring of shoreline changes and the identification of coastal risks due to erosion.This work fall within this issue. The main objective was to study sedimentary coasts dynamics (sand dunes and gravel barriers) of Brittany, following different spatial and temporal scales. In the long term, the analysis consisted, first of all, in establishing a typology of sedimentary coasts according to several morpho-sedimentary criteria; then, coastline kinematic has been analyzed over the last sixty years (1950-2010) through a diachronic study using photogrammetry. In the medium term, analysis was carried out as part of topographic surveys performed at multi-annual to multi-decadal scale, on several Observatoire du Domaine Côtier (IUEM) and/or Service National d’Observation - Dynalitt survey sites. The morpho-sedimentary study was combined with a wave, tide, wind and atmospheric pressure analysis, in order to explain the role of these forcing in the erosion and recovery successive phases. Finally, in the short term, analysis was based on high frequency of topomorphological surveys carried out during the 2013-2014 stormy winter. Additionally, an experimental study to quantify runup process, in order to analyze extreme water levels impact on shoreline erosion.Overall, the quantification of coastline variations over the long term revealed an erosion tendency on 27% of the studied linear, a non-negligible progression of the shoreline on 20.5% of the studied linear, and a significant shoreline anthropogenic impact (34.5% of the studied linear). The similarity of the morpho-sedimentary responses of the littoral strands studied to the meteorological conditions allowed to identify five distinct phases. Three morphogenetic phases (1998 to 2003; winter 2006/07 to spring 2008; winter 2012/13 to the present), characterized by severe shoreline erosion combined with a high frequency of storm episodes, and two phases (2003 to winter 2006/07 ; spring 2008 to winter 2012/13) characterized by milder weather conditions, allowing shoreline recovery. During 2013-2014 winter, three storms were particularly morphogenetic for sedimentary coasts, because they were combined with high spring tides: January 4-5, February 1-3, and March 2-3. During this winter, the average retreat for all studied sites reached -6,3 m, with a maximum of -30,1 m and a minimum of -0,2 m.Ce travail de recherche s’inscrit dans le contexte actuel d’accroissement de la vulnérabilité de l’Homme et des activités humaines face aux risques littoraux (aléas érosion et submersion marine), en lien avec les changements environnementaux globaux (élévation du niveau moyen relatif des océans et augmentation de la fréquence et de la virulence des tempêtes) et à la concentration de la population sur le littoral. Suite à la tempête Xynthia du mois de février 2010, l’Etat français s’est doté d’une Stratégie Nationale de Gestion Intégrée du Trait de Côte visant à mettre en place de nouvelles approches en matière de gestion du trait de côte, et notamment, favoriser le repli stratégique contre la défense côtière à tout prix. La mise en place de cette stratégie doit avant tout s’appuyer sur la mise en place d’un réseau d’observation et de suivi de l’évolution du trait de côte à l’échelle de la France. Ce travail s’inscrit dans cette problématique. Il a eu pour objectif d’étudier les dynamiques du trait de côte des plages sableuses et des cordons de galets (formes d’accumulation) de la Bretagne, à différentes échelles spatio-temporelles. Sur le long terme, l’analyse a consisté dans un premier temps à établir une typologie des côtes d’accumulation suivant différents critères morphosédimentaires ; la cinématique du trait de côte a ensuite été analysée à l’échelle des soixante dernières années (1950-2010) à partir d’une étude diachronique par photogrammétrie. Sur le moyen terme, l’analyse s’est faite dans le cadre des suivis topomorphologiques réalisés à l’échelle pluriannuelle à pluridécennale, de plusieurs sites ateliers de l’ODC (IUEM) et/ou du SNO Dynalitt. L’étude des changements morphosédimentaires s’est accompagnée d’une analyse de données de houle, de marée, de vent, et de pression atmosphérique, dans le but d’expliquer la part de ces forçages dans l’alternance de phases d’érosion et de périodes de régénération. Enfin sur le court terme, cette analyse s’est basée sur des levés topomorphologiques à haute fréquence réalisés au cours de l’hiver tempétueux 2013-2014. A cela, s’est ajoutée une étude expérimentale visant à quantifier le runup, dans le but d’analyser l’impact des niveaux d’eau extrêmes à la côte sur l’érosion du trait de côte. De manière globale, la quantification des variations du trait de côte sur le long terme a mis en évidence une tendance à l’érosion (27 % de linéaire étudié), une progradation du trait de côte non négligeable (20,5 % de linéaire) ainsi qu’une importante artificialisation du trait de côte (34,5 % de linéaire). La similitude des réponses morphosédimentaires des cordons littoraux étudiés aux conditions météomarines a permis d’identifier cinq phases distinctes. Trois phases morphogènes (de 1998 à 2003 ; de l’hiver 2006/07 au printemps 2008 ; de l’hiver 2012/13 à aujourd’hui), caractérisées par une érosion importante du trait de côte combinée à une haute fréquence des épisodes tempétueux ; et deux phases au cours desquelles les conditions météomarines ont été plus clémentes (de 2003 à l’hiver 2006/07 ; du printemps 2008 à l’hiver 2012/13), permettant la régénération des cordons littoraux. Au cours de l’hiver 2013-2014, trois tempêtes ont été particulièrement morphogènes en matière d’érosion du trait de côte car elles ont été combinées à de fortes marées de vive-eau : la tempête du 4 et 5 janvier, celle du 1 au 3 février, ainsi que celle du 2 au 3 mars. Durant cet hiver, le recul moyen pour tous les sites étudiés a atteint -6,3 m, avec un maximum d’environ -30,1 m et un minimum de -0,2 m