LX-Shore : Un nouveau modèle d’évolution du trait de côte pour les littoraux sableux dominés par l'action des vagues

Abstract

Résumé :Comprendre et prévoir les évolutions du trait de côte est crucial pour informer et guider les gestionnaires du littoral. Jusqu'à très récemment la plupart des modèles de trait de côte ne permettaient pas de répondre à ces objectifs le long des littoraux sableux dominés par l'action des vagues du fait de limitations numériques et/ou physiques. Cette étude présente un nouveau modèle numérique à complexité réduite, nommé LX-Shore, permettant de simuler les évolutions du trait de côte le long de ces littoraux, sur des échelles de temps allant de l'heure à quelques décennies, et avec des temps de calcul très réduits. Ce modèle est applicable à la plupart des géométries de côtes sableuses (ex. : flèches sableuses, îles) et prend en compte l'existence de zones non-érodables (ex. : ouvrages de défense, caps rocheux). LX-Shore s'appuie sur une approche one-line originale, où les évolutions du trait de côte résultent non seulement des gradients de transport sédimentaire longshore, mais aussi du transport sédimentaire cross-shore dû à la variabilité temporelle de l'énergie des vagues incidentes. LX-Shore est couplé avec le modèle spectral de vagues SWAN pour simuler la transformation des vagues au-dessus de bathymétries complexes et assurer une rétroaction de l'évolution du trait de côte sur la propagation des vagues. Les cas d'application présentés montrent par exemple que LX-Shore est capable de simuler la formation d'instabilités du trait de côte (ex. : flèches sableuses) ou résultant de l'implémentation de structures en dur (ex. : épis et caps rocheux) sur une large gamme d'échelles temporelles. Cet outil ouvre la voie vers : (1) une meilleure évaluation des processus physiques contrôlant les évolutions du trait de côte et de leurs contributions respectives, (2) et la réalisation de projections.

A reduced-complexity shoreline change model combining longshore and cross-shore processes: The LX-Shore model

“…This is particularly true for most coastal plan-view geometries where alongshore variability in breaking wave conditions is enforced by offshore wave refraction across bathymetric anomalies such as canyons or wave shadowing by e.g. headlands or offshore islands (Robinet, 2017;Robinet et al, 2017). In addition, sandbars are highly dynamic morphological features in both the alongshore and cross-shore directions (e.g.…”

“…The over-accreted shoreline cell (F > 1) spreads the sediment fraction excess into the most offshore water cell, while the over-eroded shoreline cell (F < 0) is fed by the most inland dry cell. Noteworthy, additional accretion and erosion rules were implemented to handle complex local shoreline shapes that are usually associated with various specific cell configurations (alignment of neighboring shoreline cells and positions of the surrounding water cells) in the sediment fraction grid(Robinet, 2017).…”

Modeling Regional Coastal Evolution in the Bight of Benin, Gulf of Guinea, West Africa

“…However, these models have typically simplified the representation of the cross-shore exchange sediment exchange, employing sources and sinks with schematized values in time and space (Larson, Kraus and Hanson 2002). To improve the predictive capability of these models, longshore and cross-shore processes have been combined in a more rigorous manner, using physics-based formulations (Robinet et al 2017;Vitousek et al 2017). However, further simplifications are required as simulations are performed for large areas over long time periods (Larson et al 2016).…”