Soutenance de thèse de Rémi BOSSIS

Quantifier l'érosion côtière à long terme : reconstruction topographique des îles volcaniques et mesure de l'abondance en isotopes cosmogéniques dans les colluvions de falaises côtières

L’érosion côtière est un phénomène revêtant de nombreux enjeux scientifiques et sociaux. Les facteurs contrôlant cette érosion sur le long-terme sont cependant encore mal connus, du fait de la difficulté de quantifier un phénomène dont les cycles peuvent s’étaler sur plusieurs milliers d’années. Afin de répondre à ces enjeux, nous proposons dans cette thèse deux nouvelles méthodes permettant de quantifier l’érosion côtière sur l’échelle du millier à la centaine de milliers d’années. La première méthode consiste à reconstruire la forme initiale d’îles volcaniques présentant une forte symétrie radiale afin de calculer le recul total des falaises côtières et le volume total érodé par la mer depuis l’extension maximale de l’île. La seconde méthode utilise la mesure de l’abondance en isotopes cosmogéniques dans les colluvions falaises côtières pour en déduire des taux d’érosion côtière. L’application de nos deux méthodes sur divers côtes montre qu’elles offrent des résultats réalistes dont les variations spatiales sont cohérentes avec le contexte géomorphologique des falaises côtières. L’application comparée de nos deux méthodes sur un même objet, l’île de Fogo (Cap Vert), montre qu’elles offrent des résultats aux variations spatiales similaires et cohérentes, bien que les valeurs de taux d’érosion obtenues aient des ordres de grandeur différents. Du fait de temps d’intégration différents pour nos deux méthodes, ces différences peuvent témoigner d’un changement de vitesse de l’érosion côtière sur le long terme, outrepassant ainsi le caractère intégratif de la mesure. En appliquant notre première méthode sur six îles différentes, nous avons pu constituer la base de données CoastErV2I à partir de nos résultats. L’analyse de cette base de données montre notamment une diminution générale des taux d’érosion côtière au court du temps, contrôlée par l’évolution morphologique de la côte rocheuse, et un contrôle fort des vagues sur les variations spatiales de l’érosion côtière, sauf lorsque la côte subit une importante dynamique verticale. Élargir la base de données à d’autres îles et d’autres facteurs observables permettra de confirmer ces premières observations.

Coastal erosion is a phenomenon with many scientific and social implications. However, the factors controlling this erosion over the long term are still poorly understood, due to the difficulty of quantifying a phenomenon whose cycles can extend over several thousand years. In order to address these issues, we propose in this PhD thesis two new methods to quantify coastal erosion on the scale of a thousand to a hundred thousand years. The first method consists in reconstructing the initial shape of volcanic islands with high radial symmetry in order to calculate the total retreat of coastal cliffs and the total volume eroded by the sea since the maximum extension of the island. The second method uses the measurement of cosmogenic isotope abundance in coastal cliff colluvium to infer coastal erosion rates. The application of our two methods on various coasts shows that they provide realistic results whose spatial variations are consistent with the geomorphological context of the coastal cliffs. The comparative application of our two methods on the same object, the island of Fogo (Cape Verde), shows that they offer results with similar and coherent spatial variations, although the erosion rate values obtained have different orders of magnitude. Due to different integration times for our two methods, these differences may reflect a change in coastal erosion rate over the long term, thus overcoming the integrative nature of the measurement. By applying our first method on six different islands, we were able to build the CoastErV2I database from our results. The analysis of this database shows a general decrease of coastal erosion rates over time, controlled by the morphological evolution of the rocky coast, and a strong control of waves on the spatial variations of coastal erosion, except when the coast is undergoing important vertical dynamics. Expanding the database to other islands and other observable factors will confirm these initial observations.