Cours géomorphologie littorale FATIMA ABKHAR
MASTER SCIENCES DU LITTORAL ET DE LA MER (SLIME) 2016-2017
Introduction •
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Le domaine littoral est constitué par la zone de contact entre la mer et la terre. Sa longueur totale dans le monde s'élève à environ 504 000 km, soit l'équivalent de 12 fois le tour de la Planète, au niveau de l'équateur. l'équateur. Les littoraux présentent des formes extrêmement variées. Un littoral = Interface entre la terre et la mer (et l’atmosphère). l’atmosphère ). Le niveau actuel des mers et des océans est le résultat de la dernière transgression flandrienne (donc postérieure à la dernière glaciation würmienne). Le niveau actuel date d’environ d’environ 5000 5000 à 6000 ans.
Introduction •
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Le domaine littoral est constitué par la zone de contact entre la mer et la terre. Sa longueur totale dans le monde s'élève à environ 504 000 km, soit l'équivalent de 12 fois le tour de la Planète, au niveau de l'équateur. l'équateur. Les littoraux présentent des formes extrêmement variées. Un littoral = Interface entre la terre et la mer (et l’atmosphère). l’atmosphère ). Le niveau actuel des mers et des océans est le résultat de la dernière transgression flandrienne (donc postérieure à la dernière glaciation würmienne). Le niveau actuel date d’environ d’environ 5000 5000 à 6000 ans.
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Une transgression marine = Remontée du niveau des océans et des mers, lié au réchauffement du climat (fonte des glaciers et de la banquise, hausse des précipitations à certaines certaines latitudes). Une régression marine = Baisse du niveau des océans et des mers, lié au refroidissement du climat (extension des glaciers, de la banquise et diminution des précipitations à certaines certaines latitudes.
1 - Plateau continental
2 – Talus continental
3 – Plaine abyssale
Cours Abkhar
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La notion de littoral est « à priori » simple à définir. Il s’agit de l’espace qui relie la terre, la mer et l’atmosphère. Il n’existe cependant pas une définition unique de ce territoire, mais plusieurs définitions selon que l'on est biologiste, géographe, juriste... Dans sa version « la plus large », le littoral (ou espace côtier), correspond à un espace compris entre la mer et l'arrière-pays côtier; il peut-être découpé en 3 zones : l’avant-pays marin, l’estran et l’arrière-pays continental.
Schéma simplifié du littoral :
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Depuis le littoral, les fonds s’organisent en un plateau continental, un talus continental, des plaines abyssales et des fosses océaniques. Le plateau continental Il s’étire progressivement de la surface jusqu’à 200 mètres de profondeur environ. Sa limite inférieure est définie par le changement de pente. Il est le prolongement du continent dans le domaine marin, avec toutes les propriétés continentales (lithologie, épaisseur des formations, tectonique, …)
Il est subdivisé en 4 étages.
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La transition vers l'océan se fait de façon graduelle (pente très modérée), dans le cas d’une marge passive (c’est le cas du Maroc ), ou d’une manière brutale, dans le cas d’une marge active (cas du Japon, par exemple) Le plateau continental est habituellement recouvert d'une faible colonne d'eau dont l’épaisseur est de l'ordre d'une centaine de mètres (en tous cas, ne dépassant pas, conventionnellement, les 200 m
Les zones côtières représentent à peine 10 % de la surface totale des mers et océans, mais recèlent autour de 90 % des toutes les espèces marines, en raison de leur richesse en nutriments Cet étage correspond à la zone de pénétration de la offre une très grande biodiversité .
lumière et
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Talus continental (ou pente continentale ) : Il s’agit d’un grand escarpement tourné vers le large, avec une pente de l’ordre de 5°, constituant un relais morphologique entre le plateau continental et la plaine abyssale et pouvant être entaillé, ici et là, par des canyons sous-marins Au pied du talus continental, il y a formation d’un cône de sédimentation :
Le glacis continental, où les dépôts sédimentaires peuvent avoir lieu de manière brutale, en provoquant parfois des avalanches et même en déclenchant accessoirement des tsunami
Canyon sous-marin
Plaine abyssale : C’est la zone aplanie des grandes profondeurs océaniques, généralement, au delà de 2500 m et jusqu’à 600m se situe entre les marges continentales et C’est la zone aplanie des grandes profondeurs océaniques, généralement, au delà de 2500 m et jusqu’à 6000 m, qui se situe entre les marges continentales et les dorsales océaniques.
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Dorsales médio-océaniques :
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Les dorsales océaniques (ou souvent médio-océaniques, même si elles n’occupent pas toujours une position médiane dans les océans) désignent des chaînes sous-marines existant dans tous les bassins océaniques et qui s’étendent sur près de 60 000 km.
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Les dorsales se développent à la limite entre 2 plaques lithosphériques divergentes et représentent l’un des environnements les plus actifs de la Terre (séismes, volcanisme, hydrothermalisme, …).
Un littoral = Interface entre la terre et la mer (et l’atmosphère).Le niveau actuel des mers et des océans est le résultat de la dernière transgression flandrienne (donc postérieure à la dernière glaciation würmienne). Le niveau actuel date d’environ 5000 à 6000 ans.
Forme de la plage
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Dune bordière végétalisée Berme
Haut de plage Estran
Coupe Plage d’Elhawziya
Un estran = Espace alternativement découvert par la marée (indiqué par des figurés bleus clairs sur la carte topographique et en vert sur la carte marine), c'est-à-dire entre le trait de côte et le niveau le plus bas des très basses mers L'estran est fonction du relief littoral, de la mer et du coefficient de marée. •
L'estran se définit comme la partie du littoral située entre les niveaux connus des plus hautes et des plus basses mers. On utilise aussi pour le désigner les termes de " zone de marnage ", " zone intertidale " ou "zone de balancement des marées". Le marnage = Différence de niveau entre la très basse et la très haute mer. Le marnage est fonction du relief littoral, de la mer et du coefficient.
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Les différents types des côtes I- Les côtes basses Une côte basse = côte d’accumulation, généralement de faible énergie. Côte dont le matériel est issu des continents, principalement des alluvions fluviaux, mais plus rarement de matériaux issus de l'érosion côtière. Ces accumulations ont été remobilisées lors de la dernière transgression marine, et le sont encore par la dérive littorale, la houle et les marées. Il existe deux types de côtes basses : 1 – Les marais littoraux (non soumis à la houle) 2 – Les côtes basses soumises à la houle
1 – Les marais littoraux (non soumis à la houle) Un marais littoral = une vasière = Zone de sédimentation vaseuse non soumise à la houle. Il s’agit en général de baies
profondes ou de berges d’estuaires abritées de la houle. Il peut s’agir aussi de la partie intérieure de deltas.
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Végétation sur la dune embryonnaire Marais
végétation sur la dune embryonnaire (bordière) Oualidia.
La sédimentation des marais littoraux (vasières) s’effectue sur l’estran. On y distingue deux parties différentes : - La slikke = La vasière proprement dite = La partie basse du marais recouverte par la marée haute toute l’année. La sédimentation y est maximale. - Le schorre = L’herbu = la partie la plus haute du marais, c’est-à-dire la plus proche de la terre ferme, recouverte seulement par les plus hautes eaux en période de fort coefficient (vives eaux) ou lors des tempêtes. Il forme un espace constitué de vase séchée, colonisé par une végétation halophile, soumis aux embruns. Il est souvent utilisé comme pâturage (ex : Les prés salés du Mont Saint-Michel / moutons). La toponymie reflète la difficulté d’évacuer les eaux en cas de forte marée car le schorre est souvent incliné vers la terre ferme par tassement : Les "marais mouillés" dans l’Ouest, les "bas champs" en Picardie, les "moers" en Flandre, etc..
Sables fins
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Schorres
Les estuaires : •
Le mot estuaire vient du mot latin aestus (marée) et son adjectif dérivé aestuarium ("tidal").!
Un estuaire = Embouchure d'un fleuve ou d'un cours d'eau, plus ou moins évasée et souvent bordée de marais. L'estuaire est la portion de l'embouchure d'un fleuve où l'effet de la mer ou de l'océan dans lequel il se jette est perceptible (salinité et marées). = Interface privilégiée par les sociétés (densités humaines et aménagements)
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Un
musoir
Poulier
Un
poulier = Flèche littorale courbe barrant l'ouverture d'un estuaire.
musoir = Berge érodée en face du poulier à l'embouchure d'un estuaire.
forêt
Dissymétrie de l’estuaire de l’Oum Er-Rbia 5/02/2004
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Hydrologie estuarienne D'un point de vue physique, les deux plus importants facteurs contrôlant la dynamique estuarienne sont l'intensité du mélange entre l'eau douce et l'eau salée, et la vitesse avec laquelle ce mélange se fait.
Ces deux éléments sont eux mêmes contrôlés par six facteurs principaux: le débit fluvial, les précipitations, l'évaporation, les variations de la marée, la force du vent, et la topographie de l'estuaire.
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Le rapport entre la quantité d'eau douce qui arrive par le fleuve et celle d'eau de mer mélangée par les marées détermine clairement le type d'estuaire.
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salinités, on peut classer les estuaires en six grandes catégories: 1. Les estuaires à coin salé ( salt wedge estuaries) 2. Les estuaires fortement stratifiés ( highly stratified estuaries) 3. Les estuaires partiellement ou légèrement stratifiés ( slightly stratified estuaries)
4. Les estuaires verticalement bien mélangés (vertically mixed estuaries)
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5. Les estuaires inverses ( inverse estuaries)
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6. Les estuaires intermittents (intermittent estuaries)
2 – Les côtes basses soumises à la houle
Côte d'accumulation soumise à la houle et à la dérive littorale. C'est donc une côte qui reçoit des apports de sable, de graviers ou de galets. On les trouve : - Dans la partie aval ou à proximité des estuaires Côte et des deltas, - au contact de la houle et de la dérive littorale sur des cotes relativement rectilignes - mais aussi dans les rentrants des côtes rocheuses
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La dérive littorale = courant parallèle à la côte, provoqué par le contact houle/littoral . Ces accumulations et ces érosions de matériaux remobilisés par la houle et la dérive littorale produisent des formes particulières :
Les deltas : Un delta = Embouchure d'un fleuve ou les alluvions fluviatiles s’accumulent (au lieu d’être redistribuées en majorité sur une grande étendue par les vagues et les courants littoraux). Ex : le Deltade Nil Un delta se caractérise par une avancée de la terre sur la mer et prend la forme d’un triangle (d’où son nom). Dans la plupart des cas, le cours d’eau se subdivisent en défluents au niveau de l’apex. => Souvent fortes densités et nombreux aménagements
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Des plages et des grèves : -Une plage = Accumulation en situation littorale de matériaux grossiers (sables et graviers). -Une grève = Plage de galets. -Trait de côte = Limite des parties émergées et immergées de la plage. => espaces privilégiés par le tourisme
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Des côtes à lidos :
- Une flèche littorale = Accumulation de sable, de forme allongée, dans le sens de la houle dominante et rattachée au continent par une racine qui tend à être érodée par la dérive littorale.
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Une flèche littorale
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Un cordon littoral = Un lido = Accumulation sableuse enracinée à ses deux extrémités. = Dédoublement de la côte en terme d’aménagements
Un lido Cours Abkhar
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- Un tombolo = Flèche littorale rattachant une île ou un îlot au littoral. L’ensemble donne une presqu'île.
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Un tombolo
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-
Une lagune = Etendue d'eau salée ou saumâtre isolée de la mer par un cordon littoral. - Un grau = Passe naturelle ou anthropique permettant le passage de l'eau entre la lagune et la pleine mer. => Longtemps répulsives, voire paludiques…. Aujourd’hui très densément peuplées et amanénagées…. Cours Abkhar
Salière Plage sableuse
Falaise vive
Dune consolidée
Passes
Schorre Digue avale
Cours Abkhar Digue avale
Chenal principal 6,5 km
Sablière Delta interne
Chenal Plage rocheuse Schorre Salière Dune consolidée Palge et dune vive
Des côtes dunaires : -Une côte dunaire = Côte présentant une succession de dunes. -Une dune = Accumulation sableuse sur la partie émergée de la plage (ex :).
-Une dune vive = Dune encore soumise au vent (le versant soumis au vent est le plus abrupt).
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-Une barkhane = Dune ventrue en forme de croissant avec les pointes tournées au vent.
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- Une parabole = Dune effilée en forme de croissant avec les pointes tournées sous le vent. - Une dune morte = Dune non soumise au vent car fixée par la végétation.
Cours Abkhar Butte sableuse en cours de formation
– Les côtes hautes Les côtes hautes = Côtes d'ablation, donc à évolution plus lente que les côtes basses d'accumulation. Il existe deux types de côtes hautes : 1 – Les côtes à falaises 2 – Les côtes rocheuses
1 – Les côtes à falaises - Une falaise = Talus en général non ou peu recouvert de végétation, très abrupt, essentiellement créé par l'érosion marine, souvent précédé d'une plateforme d'érosion marine liée au recul de la falaise.
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- Une falaise vive = Falaise encore battue par la mer. - Une falaise morte = Falaise qui n'est plus en contact avec la mer (existence d'une côte d'accumulation entre la falaise et la mer). - Une plateforme d'érosion marine = plateforme maritime liée au recul d'une falaise. Elle est liée à l'érosion de la falaise qui la surplombe et à l'accumulation des matériaux qui en sont issus. => Côte difficile d’accès = frontière relativement fermée entre
terre et mer
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Le premier type de côte : le profil morphologique est constitué d’un cordon dunaire qui n’est pas atteint par la mer, il garde sa morphologie ancienne. Le front de ce cordon dunaire est atteint par l’érosion marine, il forme une falaise de 1,5m de hauteur, cette falaise subit une érosion à la base qui se traduit par des excavations plus ou moins profondes selon la résistance et la direction de la falaise par rapport à l’attaque des vagues. Dans certains endroits, on constate l’effondrement de la partie sommitale de la falaise. Cet effondrement produit des débris de roches au pied de la falaise. Ces débris ont l’avantage de protéger la base de la falaise, ce qui ralentit le recul de la falaise, et également la recharge de la plage en sédiments
Culture
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Dune lapidifiée Falaise vive Plage rocheuse lapiès
végétation
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Le deuxième type de côte : le profil morphologique est caractérisé par une zone intertidale plus large, un cordon dunaire qui n’est pas atteint par la mer, sa hauteur varie entre 2 et 5 mètres de hauteur Cette dune est attaquée en falaise à sa base où elle présente une zone d’affouillement, puis une plage sableuse envahie par la mer en marée haute et laisse apparaitre de nombreux affleurement rocheux de grès dunaire consolidé.
Affleurement rocheux
Formation gris noir kjôkkenmodding Dune vive
Falaise vive
Végétation Dune lapidifiée Plage sableuse
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Le troisième type de côte : le profil morphologique est constitué par un cordon dunaire dont le sommet n’est pas atteint par la mer, il est fragmenté par la mer en îlots (quatre passes de largeurs inégales), et pénètre dans l’Oulja. La dune végétalisée est suivie d’une formation gris-noirs (le kjokkenmödding), puis d’une falaise façonnée dans le cordon dunaire qui atteint entre 5 à 10 m de hauteur, et enfin une partie sous marine formée par platier rocheux lapiazé et identique à celui observé dans le premier secteur.
Passe secondaire
Dune vive végétalisée
Horizon gris noir Kjökkenmödding
Chenal
Sablière
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2 – Les côtes rocheuses Une côte rocheuse = Côte présentant des talus relativement abrupts, parfois séparés de la mer par des plages, qui sont le fait de roches cristallines ou de littoraux de chaînes de montagnes récentes. Les côtes rocheuses présentent une succession de : - rentrants de tailles variables - saillants de tailles variables Nombreux abris, ports, villages de pêcheurs, etc…
Les saillants :
-Un cap = Saillant de taille moyenne.
-Une péninsule = Saillant de grande taille.
Une pointe = Saillant de petite taille
Les rentrants:
Golfe persique
-Un golfe = Rentrant de grande taille.
Un baie = Rentrant de moindre taille.
- Une anse = Rentrant arrondi de petite taille
- Une crique = Rentrant étroit de petite taille
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Des formes particulières :
- Une ria = Vallée fluviale en partie ou totalement ennoyée par la mer qui a parfois la forme d'une baie très allongée (aber en Bretagne).
- Une calanque = Baie profonde ennoyée par la mer, étroite, aux versants souvent abrupts, qui se termine en cul-de-sac. A l'origine elle n'existe que dans le calcaire (exemple de la côte près de Marseille) puis le terme a subi une extension.
Une vallée ennoyée = Vallée inscrite dans le plateau continental, ennoyée après la dernière transgression marine. -
Mécanismes de la dynamique littorale Les principaux agents influençant l'évolution des morphologies littorales sont les courants marins (les marées, particulièrement), les houles et les trains de vagues ainsi que les vents. Mais, en plus de ces facteurs prépondérants, d’autres facteurs viennent plus ou moins amplifier l’impact de ces agents, à commencer par le contexte climatique et les conditions météorologiques qui en découlent, et en intégrant les données géologiques et écologiques locales ou la nature des aménagements littoraux ou toute forme d'anthropisation du milieu, … Il s’agit-là de facteurs et processus peuvent intervenir directement ou indirectement dans l'évolution du domaine littoral .
Les vents sont des agents atmosphériques exerçant une action morphogénétique importante, directe ou indirecte, dans la zone littorale. Ils sont directement actifs sur les matériaux meubles et renforcent l'action des vagues et modifie le niveau atteint par la pleine mer.
Lorsque le niveau de la mer est plus haut que la moyenne correspondante, on parle de surcote, alors que dans le cas inverse, on parle de décote. Les tempêtes sont particulièrement responsables de surcotes pouvant atteindre localement quelques mètres et sont responsables de modifications morphologiques d’importance.
Les vents marins soufflant perpendiculairement au rivage accentuent l’agressivité des vagues, engendrant localement l'amaigrissement des plages, alors que les vents de terre contribuent à ralentir le train des vagues et favorisent localement l’engraissement des plages
Déferlement de vague
Le littoral n'est pas une limite rectiligne stable mais une bande de terrain à l'intérieur de laquelle la ligne de contact entre le continent et la mer se déplace constamment.
Le trait de côte (ligne fixe séparant le domaine terrestre du domaine marin) n'existe
que sur les cartes topographiques ou marines et cela correspond conventionnellement la limite atteinte par les plus hautes mers. Les zones littorales évoluent principalement sous l'effet des marées, des vagues, des courants et du vent. Les variations locales du niveau marin dues aux marées sont responsables du déplacement de la ligne de contact entre le continent et la mer. Les mouvements des marées sont des oscillations périodiques des eaux résultant principalement des forces de gravitation exercées par la lune et le soleil sur l'hydrosphère marine. La zone littorale concernée par ces variations (découverte à marée basse ; recouverte à marée haute) est appelée estran ou zone intertidale. L’estran peut être sableux, rocheux ou vaseux et son étendue varie en fonction de la pente et l’importance de l’amplitude des marées (marnage).
Les vagues sont des agents essentiels dans la dynamique littorale. Il s’agit d’oscillations qui se forment sous l‘action du vent sur la surface de l’eau. Les vagues se forment à partir du moment où la vitesse du vent atteint ou dépasse environ 7 km/h. Si la vitesse du vent souffle à moindre vitesse, il se forme une simple agitation irrégulière à la surface de l'eau, nommée clapot. En se propageant à partir de leur lieu de formation, les vagues
donnent naissance aux houles. Les houles sont constituées d'un train de vagues et sont caractérisées par leurs amplitudes (H), leurs longueurs d'onde
(L), leurs périodes (T) et leurs vitesses de propagation (S).
Les houles n’agitent en réalité qu’une tranche d'eau sur une hauteur égale à la moitié de leurs longueurs d'onde. Une fois formées, les houles peuvent se propager sur des centaines, voire des milliers de km, et subsister plusieurs jours
après que le vent responsable de leur formation ait cessé, mais leur amplitude diminue avec le temps et la distance parcourue. Par endroits, la mer peut être agitée par des houles provenant de
plusieurs directions, on parle alors de houles croisées (ou confuses). A l'approche des rivages, et dès que la houle atteint les zones où la profondeur de l’eau est inférieure à la demi-longueur d'onde de
la houle, on assiste à une déformation de la houle provoquant le déferlement des vagues.
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Impacts dynamiques et morphologiques des vagues en zone côtière
A l’approche des côtes, les vagues subissent des perturbations affectant leur direction et agissant sur la distribution des sédiments côtiers. Les principaux phénomènes affectent la direction de la houle à l'approche des côtes sont la réfraction, la réflexion et la diffraction. La réfraction est un changement de direction contrôlé par la topographie sous-marine. Elle intervient quand la profondeur d’eau est faible (inférieure à la moitié de la longueur d'onde) et
que les isobathes ne sont pas parallèles aux crêtes des vagues. Dans ce cas, le déferlement des vagues s’accompagne de la tendance des crêtes de vagues à être disposées parallèlement aux isobathes (par voie de concentration ou de dispersion).
La réflexion intervient lorsque les vagues rencontrent un obstacle, naturel ou artificiel. L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence et plus la longueur d'onde de la houle est grande, mieux la houle est réfléchie. La diffraction se produit lorsque la houle contourne un obstacle et se traduit par un changement de direction des vagues ainsi que leur amortissent assez rapidement. En rapport avec cette dynamique de la houle à l’approche des zones côtières, les vagues constituent le principal agent d'érosion du littoral. Elles sont responsables de l’érosion, de la (re)mobilisation et du transportent du matériel sédimentaire qu’elles prennent en charge.
e t ô c a l
– 1 – Diffraction
– 2 – Réflexion
e d e h c o r p p a ’ l à s e u g a v e d n i a r t u d n o i s r e p s i
– 3 – Réfraction (concentration)
– 4 – Réfraction
Les vagues constituent les agents d'action morphologique côtière les plus efficaces. Cette action n’épargne aucun type de côtes. Cela concerne l’alimentation et le remodelage des plages de sable, l’érosion des côtes rocheuses et la dégradation des falaises. Mais l'intensité de l'action érosive varie en fonction de nombreux facteurs :
L’efficacité de l’action des vagues dépend directement de la topographie sous-marine, en ce sens que celle-ci affecte la trajectoire de la houle, entrainant soit une dispersion soit une concentration de l'énergie libérée par les vagues. Ainsi, les caps sont plus
exposés à l’érosion que les baies, où on assiste plutôt à l'accumulation des sédiments.
Par ailleurs, lors des tempêtes couplées aux grandes marées, l’efficacité de l'action des vagues atteint son maximum d’intensité. Le mode de déferlement des vagues dépend également de la pente (profil) de l'avant-côte : en cas de forte pente, les vagues déferlent en volute, avec libération brutale de leurs énergies ; par contre, en cas de côtes à pente plus faible, les vagues déferlent en se déversant progressivement.
Le déversement des lames d'eau sur la plage par les vagues se fait en 2 temps : un avancement, puis un recul. C'est le phénomène de swash, composé du jet de rive (mouvement ascendant ou uprush) et du retrait (mouvement descendant ou backwash).
Sous
l’impulsion des vagues, le jet de rive est un mouvement turbulent suffisamment énergique pour (re)mobiliser et de déplacer des sables, des graviers ou même des galets, voire parfois des blocs entiers. A l’inverse, le retrait est souvent plus calme.
Les courants marins affectant les circulations des eaux marines et océaniques sont principalement des agents de transport de sédiments fins ou très fins, mais n'exercent pratiquement pas d'actions morphologiques directes sur les côtes. A l’inverse, la dérive littorale qui est un Dérive littorale le long d’une plage (d’après Paskoff, 1998) courant côtier induit par les vagues abordant les rivages avec obliquité, joue un rôle très important dans le transport des sédiments mobilisés lors du déferlement des vagues, en engendrant des déplacements parallèles aux rivages correspondant au transit sédimentaire. Le sens de ses déplacements peut s'inverser, en rapport avec l’incidence de la houle, provoquant ainsi des figures sédimentaires caractéristiques.
