Calcul optimal pour la modélisation de la dynamique naturelle des plages sableuses et la conception d'ouvrages de défense du littoral à faible impact anthropique

Overview & Synopsis

Les travaux de cette thèse portent sur l'application de la théorie de l'optimisation en zone littorale à travers trois études.La première concerne une application classique d'ingénierie côtière. La problématique porte sur le ré-aménagement d'un port dans le but d'agrandir sa surface exploitable et simultanément réduire l'agitation des vagues, en l'occurrence, le port de La Turballe en France. Pour ce faire, l'introduction d'une digue et d'un môle a été proposée, dont les dimensions font l'objet d'une étude par optimisation.Une deuxième étude, qui est le cœur de la thèse, concerne une nouvelle approche pour décrire la dynamique littorale des plages sableuses par la théorie de l'optimisation. Un nouveau modèle morphodynamique est développé, basé sur l'hypothèse que le profil bathymétrique d'une plage varie au cours du temps afin de minimiser une certaine quantité hydrodynamique. Le modèle numérique qui découle de cette théorie a été entièrement développé lors de la thèse, et est baptisé Opti-Morph. Les résultats numériques montrent le potentiel d'un modèle morphodynamique basé sur la théorie de l'optimisation, et ce malgré un modèle hydrodynamique simple. Opti-Morph a aussi l'avantage d'être rapide, robuste et de faible complexité.La troisième étude cherche à coupler les deux études précédentes, c'est-à-dire une analyse d'ingénierie par optimisation couplée avec la réponse morphodynamique, décrite par Opti-Morph. Ici, nous cherchons à déterminer la position optimale d'un géotube le long du profil cross-shore, tout en tenant compte de la réponse morphodynamique de la plage. Les résultats numériques montrent non seulement l'emplacement optimal de géotubes, mais démontrent également l'efficacité d'Opti-Morph face à ces structures artificielles et son potentiel en tant qu'outil d'ingénierie côtière.