Hydro-morphodynamique de la barrière sableuse sous l'action des typhons – KUN-SHEN

Taïwan se trouve dans une région sub-tropicale exposée à des phénomènes météorologiques extrêmes, notamment les typhons majeurs du Pacifique Ouest. Plus de 38 typhons ont croisé Taïwan dans les 10 dernières années. La côte Sud-Ouest de Taïwan présente des systèmes lagunaires uniques sur l'île. Les lidos sableux sont bien développés et des structures morphologiques tels que des dépôts de submersion et des graus sont clairement marqués. Dans la province de Tainan, la lagune de Cigu et le lido sableux de Wan-Tzu-Liao sont des exemples typiques de cordon sableux littoraux dominés tempête. Ce projet ANR Kun-Shen a pour objectifs de mettre en évidence les phénomènes hydro-sédimentaires générés par les typhons en général, et plus particulièrement sur lele cordon littoral de Cigu, Taiwan. Le challenge de ce projet est d'allier une approche de terrain, de l'expérimentation physique, avec de la modélisation numérique et une approche physique conceptuelle.

Afin d'identifier le role des typhons dans l'hydro-morphodynamique côtière du littoral de Cigu, la morphostratigraphie, et les contraintes geomorphologiques (morphologie, altimetrie, bathymetrie) et environnementales sont caractérisées. Une campagne de terrain est menée afin de mesurer les paramètres hydrodynamiques et morphodynamiques (e.g. les niveaux d'eau instantanée, les vitesses de courants, les caractéristiques et les spectres directionnels des houles, les schémas de circulations...). Les structures et les équipements de mesures sont adaptés pour la mesure en condition extrême afin de sécuriser le matériel pendant le déploiement.

L'expérimentation physique peut valider les résultats conceptuels et numériques. THL a une longue expérience dans l'expérimentation physique sur les processus côtiers et littoraux. THL a développé l'un des plus importants dispositifs expérimentals au monde. Les expériences sont réalisées dans un canal à courant Super-tank de 300m de long et dans un bassin à houle de 150m de large forcés par des vagues de beau temps et de tempêtes se propageant sur un fond sableux qui imitera le profil d'avant cote jusquà la lagune. Plusieurs niveaux de tempêtes (mise à l'échelle) sont appliqués. Ces expériences fournissent des informations quand à la compréhension de la transformation des ondes extrêmes, les interactions ondes-ondes au niveau côtier, la morphodynamique littorale impactée par des événements extrêmes, les processus et les dépôts de submersions. Une attention particulière est portée à la caractérisation des changements instantanées de surcôte et à la submersion du lido.

Plusieurs modèles numériques sont utilisés afin de caracteriser le système morphodynamique de Cigu depuis la zone de transformation de la houle jusqu'à la lagune, intégrant le lido, les brèches et les graus créés lors des tempêtes. Les résultats numériques sont forcés par les données de terrain afin de valider les modèles. D'autres simulations sont menées à partir de conditions de vagues et vents de typhons afin d'aider à généraliser notre compréhension de la morphodynamique extrême de Cigu. D'autre part, les modèles hydro-morphodynamiques intégrant de récents développements numériques en modélisation littorale, sont utilisé afin de calculer la réponse de la plage sableuse sous des conditions de houle de tempête.

Afin de répondre à la question du contrôle des niveaux d'eau instantanés pendant les phénomènes extrêmes, des expressions explicites sont établies, de la zone de transformation de la houle jusqu'au cordon dunaire. Le même développement conceptuel est réalisé pour des questions particulières d'interaction vagues-vents extrêmes, de submersion ou encore sur l'existence de seuils critiques dans les dynamiques littorales induites par les phénomènes extrêmes.