Search

Submarine dune dynamics is studied in the context of a macrotidal continental shelf subjected to the swell action. Off Dieppe (Eastern English Channel), the gravelly-sand seabed is moulded by dunes and sand banks, and characterized by gradients in hydrodynamics, morphologies and sediment grain-size, which are studied according to various spatial (grain, dune, gradient) and temporal scales (moment, semi-diurnal and semi-lunar tidal cycles, year, several decades). Multivaried analysis, carried out on morphological, sedimentary and hydrodynamic parameters, showed that the sediment grain-size and sediment availability are the main controlling factors of the morphology and the dynamics of the dunes. The inter-dune variability is more pronounced than the intra-dune variability, when sediment and benthic characteristics are considered. Over a 56-year period, repeated bathymetric surveys show a decrease in dune migration rates when observation periods are longer, implying a significant and frequent oscillation of dune displacements. On periods longer than one year, the dune movement concern the whole sedimentary bedform and the direction coincides with that of the residual of tide. On the semi-diurnal to the semi-lunar tidal cycle timescales, dune displacements are often confined in the crest zone. It seems that sedimentary budget is reorganized along the dune field and not at the scale of each single dune. Sediment flux calculations (bedload, non-uniform sediment) show that waves, even weak, can reverse residual sedimentary transport direction and increase the amount of transported sediments (from 10 to 100 times more for significant wave height of 1.5 m, and up to 1000 times more for annual waves). VHR seismic measurements make it possible to visualize dune internal architecture. 0.5 to 4 ° dipping discontinuities (second- order) constitute the dune master-bedding and their periodicity of formation is estimated to be inclued between 4 and 18 years. These periodicities are similar to those observed from the wavelet analysis carried out on the chronicles of tide and wave time-series recorded in the study area, and on a NAO index chronicle. Preserved second-order discontinuities are interpreted as erosive surfaces due to a temporary inversion of dune migration, caused by exceptional storm events. Their formation seems to obliterate several second-order discontinuities formed previously during weaker wave events. The medium term climatic fluctuations, which control the variability of the storm events, are presented as being the main factor influencing dune dynamics on the long term. This study of an exceptional dune field in the Eastern English Channel, according to various spatial and temporal scales, allows to put forward new interpretations as for modalities of the mobility of submarine dunes. These results can answer applied concerns, such as maritime safety, the hiding objects., La Manche orientale est une plate-forme continentale mégatidale soumise à l'action de la houle. Au large de Dieppe, les fonds marins sablo-graveleux modelés de dunes et de bancs sableux, et caractérisés par un gradient hydro - morpho - sédimentaire, sont étudiés selon plusieurs échelles spatiales (grain, dune, gradient) et temporelles emboîtées (instantané, cycles semi-diurne, et semi-lunaire, année, plusieurs décennies). Des analyses multi-variées, réalisées sur des paramètres morphologiques, sédimentaires et hydrodynamiques, ont montré que la granulométrie et le disponible sédimentaire sont les facteurs principaux de contrôle de la morphologie et de la dynamique des dunes. Une variabilité inter-dune beaucoup plus marquée que la variabilité intra-dune est mise en évidence à partir des caractéristiques granulométriques et benthiques. Sur une période de 56 ans, des levés bathymétriques répétés montrent un ralentissement des vitesses de migration des dunes lorsque la période d'observation considérée s'allonge, ce qui témoigne d'une oscillation importante et fréquente des déplacements des dunes. Sur les pas de temps supérieurs à un an, le corps dunaire dans son ensemble se déplace et la direction de migration des dunes coïncide avec celle du résiduel de marée. A l'échelle du cycle semi - diurne au cycle semi - lunaire, les déplacements sont souvent cantonnés à la zone de crête. Une réorganisation des stocks sédimentaires se fait à l'échelle du champ de dunes, et non à l'échelle de la dune. Les calculs de flux charriés en granulométrie étendue montrent qu'une houle, même faible, peut inverser le transport sédimentaire résiduel et augmenter les quantités de sédiments transportées (de 10 à 100 fois plus pour une hauteur significative de houle de 1,5 m, et jusqu'à 1000 fois plus pour des houles annuelles). Des mesures de sismique THR permettent de visualiser des discontinuités, pentées de 0,5 à 4 ° (2nd ordre), qui constituent le maître-litage des dunes et dont la périodicité de formation est estimée entre 4 et 18 ans. Ces périodicités sont similaires à celles observées à partir des analyses en ondelettes réalisées sur les chroniques de marée et de houle de la zone d'étude, et sur une chronique d'indice NAO. Les discontinuités de 2nd ordre, préservées dans l'architecture interne dunaire, sont interprétées comme des surfaces érosives dues à une inversion temporaire de migration des dunes, provoquée par des évènements de tempêtes exceptionnelles. Leur mise en place semble oblitérer plusieurs discontinuités de 2nd ordre formées précédemment pendant des épisodes de houles plus faibles. Les fluctuations climatiques à moyen terme qui contrôlent la variabilité des évènements de tempête sont présentées comme étant le facteur principal influençant la dynamique des dunes sur le long terme. Ce champ dunaire exceptionnel de la Manche orientale, permet par cette étude à échelles spatiale et temporelle emboîtées, d'avancer de nouvelles interprétations quant aux modalités de la mobilité des dunes sous-marines. Ces résultats peuvent répondre à des préoccupations appliquées telles que la sécurité maritime, l'enfouissement ou le dégagement d'objets.