Sediment transport and architecture of mixed silici-bioclastic coastal barriers: an experimental study
Transport sédimentaire et architecture de barrières littorales silico-bioclastiques : une approche par modélisation physique
Résumé
In many areas, coastal environments, from tropical to temperate-cold zones, are characterized by mixed sediments, i.e. made of a mixture of siliciclastic and biogenic particles. Processes of transport that occur in these so-called "mixed" environments are difficult to quantify and model
due to the differences in hydrodynamic behaviour between siliciclastic particles, generally of sub-spherical shape, and bioclastic particles the shape of which is very complex. The present PhD work is related to this topic and aims in evaluating if changes in the composition of mixed sediments can impact significantly the dynamics of the coastline, and more specifically the construction modes of coastal barriers. To reach this objective an experimental approach has been developed. Experiments in unidirectional current flume (erodimeter) highlight the singular behaviour of bioclastic debris in comparison with that of siliciclastic particles, as well as significant differences in behavior between bioclasts from various mollusc species. These results could help in improving numerical models of natural sediment transport. Experiments in a large wave flume clearly show that coastal barriers reconstructed from mixtures of varying proportions of siliciclastic and bioclastic sediments have different morphological characteristics and internal architectures. Barriers with high content in bioclastic debris are thicker and narrower compared to barriers containing more siliciclastic particles. These findings suggest that an increase in bioclastic inputs may have a positive effect on the stability of littoral barriers.
Les environnements côtiers se caractérisent en de très nombreux endroits, depuis les zones tropicales jusqu’à des latitudes tempérées à froides, par des sédiments qui sont constitués d’un mélange de particules silicoclastiques et bioclastiques. Les processus de transport qui
s’opèrent dans ces environnements dits "mixtes" sont difficiles à quantifier et modéliser compte tenu des différences de comportement hydrodynamique entre les particules silicoclastiques, souvent de forme sub-sphérique, et les particules bioclastiques dont les formes sont beaucoup plus complexes. En lien avec cette problématique, l’objectif général de la thèse est d’évaluer si des modifications de la composition de sédiments mixtes peut avoir un impact significatif sur la dynamique du trait de côte, et plus spécifiquement sur les modalités de construction
des barrières littorales. Pour répondre à cet objectif une approche expérimentale a été choisie. Des expérimentations en érodimètre sous courant unidirectionnel mettent en évidence le comportement singulier des débris bioclastiques par rapport à des particules silicoclastiques,
et surtout des différences significatives de comportement entre des bioclastes provenant de diverses espèces de mollusques. Ces résultats pourraient permettre notamment d’améliorer les modèles numériques de transport sédimentaire. Des expérimentations dans un grand canal
à houle montrent clairement que des barrières littorales reconstituées à partir de mélanges en proportions variables de sédiments silicoclastiques et bioclastiques ont des caractéristiques morphologiques et des architectures internes différentes. Les barrières très bioclastiques sont plus hautes et moins larges que les barrières contenant plus de particules silicoclastiques. Ces conclusions suggèrent qu’une augmentation en apports bioclastiques pourrait avoir un effet positif sur la stabilité des barrières littorales.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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