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Évolution historique contemporaine de l’ensablement de la plateforme d’érosion du littoral à falaises de Seine-Maritime

Historical evolution of the shore platform sanding up of the Seine-Maritime chalk cliffed coast (Normandy, France)
Bastien Peuziat, Stéphane Costa et Bernadette Tessier
p. 189-204

Résumés

Le littoral de Seine-Maritime, réputé pour ses falaises crayeuses et cordons de galets, connaît depuis le milieu des années 1960 un ensablement important. Force économique et environnementale, la zone intertidale occupe un rôle majeur sur ce littoral rocheux à falaises et la compréhension de sa dynamique morpho-sédimentaire est un enjeu actuel. Bien que la fraction sableuse soit l’une des composantes majeures de l’estran, elle reste peu étudiée. La présente étude propose une approche historique contemporaine, basée sur l’utilisation de photographies aériennes verticales prises à basse mer entre 1966 et 2015. Les résultats montrent (i) une croissance constante de surface des étendues sableuses sur l’ensemble de la zone intertidale ; (ii) une évolution des dépôts sableux non homogène spatialement et temporellement, avec deux compartiments se distinguant : entre Antifer et Saint-Valéry-en-Caux, l’estran est peu ou n’est pas recouvert de sable, tandis qu’après Saint-Valéry-en-Caux, jusqu’au Tréport, l’ensablement est plus important, notamment autour du Cap d’Ailly. Néanmoins, si l’on analyse l’évolution temporelle pour chaque cellule hydro-sédimentaire définie par les jetées portuaires, l’ensablement du littoral est contrasté. Entre Saint-Valéry-en-Caux et Dieppe, le sable n’a cessé de se déposer sur l’estran depuis les années 1960 tandis qu’entre Dieppe et Le Tréport, nous observons une diminution des surfaces ensablées intertidales jusqu’aux années 2000, suivi d’une augmentation conséquente des surfaces ensablées. Cette approche historique pose les bases d’une étude à plusieurs échelles, visant à terme à déterminer l’origine des sables, et comprendre leur rôle dans l’évolution morpho-dynamique de la zone intertidale, en particulier sur le fonctionnement des cordons de galets.

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Notes de la rédaction

Article reçu le 09 décembre 2020, reçu dans sa forme révisée le 05 mars 202, définitivement accepté le 16 mars 2021.

Texte intégral

1. Introduction

1Les côtes rocheuses et à falaises ont rarement fait l’objet de travaux sur les formations sédimentaires superficielles qui peuvent recouvrir de façon plus ou moins pérenne leurs estrans, à l’exception des formations généralement grossières mises en place en pied de falaise (Kirk, 1980 ; Carter et Orford, 1984, 1988, 1993 ; Stark et Hay, 2016). Dans le cas du littoral de Seine-Maritime, de nombreuses recherches ont été effectuées sur la dynamique régressive des falaises crayeuses (Prêcheur, 1960 ; Costa, 1997 ; Hénaff et al., 2002 ; Costa et al., 2019 ; Letortu et al., 2014, 2015, 2019 ; Duguet, 2019), ou sur l’évolution des plateformes rocheuses (Sunamura, 1992 ; Griggs et Trenhaile, 1994 ; Dubois et Nadeau, 1999 ; Stephenson et Kirk, 2001 ; Dickson et al., 2013 ; Dewez et al., 2015). Plusieurs travaux se sont intéressés aux dynamiques morpho-sédimentaires des cordons de galets à silex ou des plages mixtes, composées de galets et de sédiments plus fins, telles qu’en Nouvelle-Zélande (Kirk, 1980 ; Dickson et al., 2011), en Espagne (Bergillos et al., 2016 ; López-Ruiz et al., 2020), en Angleterre (Carter et Orford, 1984, 1993 ; Mason, 1997 ; Orford et al., 2002 ; Pontee et al., 2004 ; Buscombe et Masselink, 2006), en Nouvelle-Écosse (Stark et Hay, 2016 ; Guest, 2020) ou sur le littoral de Normand (STCPMVN, 1986 ; Costa, 1997 ; Dolique et Antony, 1999 ; Morel, 1999 ; Soloy et al., 2020). Néanmoins peu d’études ont pris en compte l’impact de la fraction sableuse sur ces formes d’accumulations graveleuses (Costa et al, 2005, 2008).

2La présence de formations superficielles, comme les plages de galets et les accumulations sableuses ou vaseuses, sont, entre autres, le résultat de l’érosion du système falaise/plateforme d’érosion marine ou estran. Elles participent ainsi à l’équilibre dynamique de ce système. C’est particulièrement le cas des accumulations de galets qui jouent un rôle ambivalent. Lorsque les accumulations sont importantes, elles protègent le pied de falaise contre les actions marines alors que plus réduites en volume, ces accumulations peuvent servir d’outil d’abrasion à la houle pour saper la base des abrupts rocheux et les plateformes d’érosion marines (Nesteroff et Melieres, 1967 ; Costa et al., 2005, 2008). En revanche, l’implication des accumulations sableuses de faible épaisseur sur les processus morphogéniques des côtes rocheuses reste à démontrer.

3Au-delà de ces considérations, notre travail sur les formations superficielles sableuses intertidales de Seine-Maritime résulte du fait que les plateformes d’érosion marines de ce secteur semblent connaître un ensablement massif et pérenne (Costa, 1997, 1999 ; Costa et al., 2005 ; Guerrero, 2008).

4Ce travail nous conduit également à réfléchir aux implications de cette dynamique sableuse pour les sociétés. En effet, les industries portuaires et maritimes se sont largement implantées sur la côte d’Albâtre. La pêche représente une activité structurante à forte valeur économique ; les ports de Seine-Maritime sont directement affectés par les arrivées de sables venant combler les chenaux d’accès portuaires, impliquant une augmentation de la fréquence et des coûts des dragages. La forte mobilité des placages sableux sur l’estran impacte aussi directement les parcs ostréicoles, notamment à Veules-les-Roses, mais également la faune et la flore côtière, s’implantant préférentiellement sur un substrat rocheux.

5La présente étude comporte un double objectif : (i) caractériser les sables intertidaux (types de formes de dépôt et granulométrie) ; (ii) définir l’évolution des ensablements entre 1966 à 2013 sur le littoral compris entre Antifer et Le Tréport, à partir de l’analyse diachronique de clichés aériens verticaux de l’IGN (Institut national de l’information géographique et forestière). Cette approche de photo-interprétation nous permet d’aborder la question de l’ancienneté des arrivées sableuses, leur évolution et leur variabilité spatiale.

2. Contexte régional

2.1. Un littoral à falaises crayeuses

6Le littoral de Seine-Maritime, d’orientation sud-ouest – nord-est, s’étend sur 130 km entre la Baie de Seine et Le Tréport au contact de la Manche Orientale (fig. 1). Les grands plateaux du Pays de Caux, marquant la terminaison Nord-Occidentale du bassin de Paris, s’interrompent brutalement en falaises vives crayeuses, d’une hauteur moyenne de 70 m, localement entrecoupées par des valleuses ou vallées souvent urbanisées. Ces falaises, principalement taillées dans des formations d’âge Crétacé Supérieur, sont composées de craies non sableuses surmontées d’argile à silex et de lœss (Lautridou, 1967 ; Juignet, 1974 ; Evrard et Sinelle, 1980 ; Laignel, 2003 ; Mortimore et al., 2004 ; Lasseur, 2007 ; Saïag, 2016). Des terrains sablo-argileux du Cénozoïque de vingt à trente mètres d’épaisseur surplombent localement les falaises du Cap d’Ailly (Bignot, 1962, 1965).

Fig. 1 – Carte géologique continentale (au 1:1 000 000, BRGM, 2012) et carte marine des sédiments superficiels (d’après Larsonneur et al., 1982 et SHOM, 2015) du domaine d’étude.
Fig. 1 - Continental geological map (scale 1:1000000e, BRGM, 2012) and marine sediment distribution map (from Larsonneur et al., 1982 and SHOM 2015) of the study area.

Fig. 1 – Carte géologique continentale (au 1:1 000 000, BRGM, 2012) et carte marine des sédiments superficiels (d’après Larsonneur et al., 1982 et SHOM, 2015) du domaine d’étude.Fig. 1 - Continental geological map (scale 1:1000000e, BRGM, 2012) and marine sediment distribution map (from Larsonneur et al., 1982 and SHOM 2015) of the study area.

1. Holocène ; 2. Pléistocène supérieur – Holocène ; 3. Pléistocène moyen-supérieur ; 4. Pléistocène inférieur ; 5. Pliocène, Pléistocène inférieur ; 6. Pliocène ; 7. Oligocène ; 8. Eocène moyen-supérieur ; 9. Paléocène, Eocène inférieur ; 10. Crétacé supérieur ; 11. Crétacé inférieur ; 12. Jurassique supérieur ; 13. Jurassique moyen ; 14. Jurassique inférieur ; 15. Trias. ; A. Roche ; B. Cailloutis ; C. Cailloutis et gravier ; D. Cailloutis et sable ; E. Gravier ; F. Gravier et cailloutis ; G. Gravier sableux ; H. Sable graveleux ; I. Sable grossier ; J. Sable moyen ; K. Sable fin ; L. Sable silteux ; M. Sable fin vaseux ; N. Sable vaseux ; O. Vase sableuse ; P. Vase sable fin ; Q. Vase silteuse ; R. Vase argileuse ; S. Vase. Les ronds blancs indiquent la position des sites d’échantillonnages des sables analysés pour cette étude.
1. Holocene; 2. Upper Pleistocene-Holocene; 3. Middle-Lower Pleistocene; 4. Lower Pleistocene; 5. Pliocene, Lower Pleistocene; 6. Pliocene; 7. Oligocene; 8. Middle-Upper Eocene; 9. Paleocene, Lower Eocene; 10. Upper Cretaceous; 11. Lower Cretaceous; 12. Upper Jurassic; 13. Middle Jurassic; 14. Lower Jurassic; 15. Triassic; A. Rock; B. Pebble; C. Pebble and gravel; D. Pebble and sand; E. Gravel; F. Gravel and pebble; G. Sandy gravel; H. Gravel sand; I. Coarse sand; J. Medium sand; K. Fine sand; L. Silty sand; M. Muddy fine sand; N. Muddy sand; O. Sandy mud; P. Fine sandy mud; Q. Silty mud; R. Clayey mud; S. Mud. White circles indicate the position of the sampling of sands analyzed in this study.

7Ces falaises sont fortement exposées aux agents marins et subaériens, provoquant une forte érosion avec des vitesses de recul importantes, allant de 10 cm à 40 cm/an (Prêcheur, 1960 ; Costa, 1997 ; Hénaff et al., 2002 ; Letortu, 2013 ; Costa et al., 2019).

2.2. Conditions hydrodynamiques

8Ce littoral est caractérisé par un environnement mégatidal de type semi-diurne, avec un marnage qui augmente du SO au NE (marnage maximum : de 8,56 m à Antifer à 10,35 m au Tréport ; SHOM (Service hydrographique et océanographique de la Marine)). La vitesse des courants tidaux au large décroît dans la même direction, avec des valeurs maximales entre le Cap d’Antifer et Saint-Valéry-en-Caux (≥ 2 m/s). Le flot, qui porte vers le nord-est, est dominant. La vitesse des courants diminue à l’approche de la côte, avec des valeurs de l’ordre de 0,4 m/s par fond de 6 mètres et 0,2 m/s sur l’estran. Le flot, dominant, génère un transport sédimentaire résiduel vers le nord-est.

9L’agitation marine en Manche est le plus souvent assez faible et correspond à des mers de vent dont les plus fortes sont de quadrant ouest. La hauteur significative annuelle de la houle est en moyenne de 3,7 m au Cap d’Ailly (base HOMERE). La hauteur significative reste néanmoins 90 % du temps inférieure à 1,5 m, avec une période de l’ordre de 4 à 7 s, pouvant atteindre 10 s lors de fortes houles (tab. 1) (CEREMA, 2019). Des houles résiduelles océaniques de faible amplitude (métrique) mais de période plus élevée (jusqu’à 11 s) sont également observables.

Tab. 1 - Hauteurs significatives extrêmes de la houle (H1/3) le long du littoral de Seine-Maritime (Latteux, 2001).
Tab. 1 – Significant wave heights (H1/3) along Seine-Maritime’s coast (Latteux, 2001).

Tab. 1 - Hauteurs significatives extrêmes de la houle (H1/3) le long du littoral de Seine-Maritime (Latteux, 2001).Tab. 1 – Significant wave heights (H1/3) along Seine-Maritime’s coast (Latteux, 2001).

2.3. Fonds de la Manche, plateforme d’érosion marine et cordon de galets

2.3.1. Les fonds subtidaux de la Manche Orientale

10Des formations superficielles meubles argileuses, sableuses et graveleuses, d’épaisseur souvent modeste, tapissent les fonds marins rocheux peu accidentés et peu profonds de la Manche (fig. 1) (Larsonneur, 1971 ; Auffret et al., 1975 ; Larsonneur et al., 1982 ; Claveleau, 2007 ; Guillou, 2007 ; Blanpain, 2009). En effet, la profondeur moyenne de cette mer épicontinentale n’excède pas 50 m et peut atteindre très localement 190 m, au niveau de la fosse Centrale.

11Dans la zone d’étude, la bathymétrie n’est pas homogène (SHOM, 2015) puisque les pentes sont plus fortes dans la partie méridionale (isobathe -30 m à 10 km du rivage au droit de Fécamp), que dans la partie septentrionale (-30  m à 20 km au droit de Dieppe). Les petits fonds, définis pour ce travail jusqu’aux profondeurs de -15 m (cote marine), ont fait l’objet de plusieurs études, notamment dans le cadre des suivis bio-morpho-sédimentaires de la centrale de Penly menés par IFREMER (Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer) et EDF (Augris et al., 2004 ; Augris et Clabaut, 2013). Elles mettent en évidence la présence d’une couverture sédimentaire composée, d’une part, d’une unité inférieure présentant des sédiments grossiers (supérieures à 20 mm) reposant sur le substratum rocheux, particulièrement visible entre Antifer et Saint-Valéry-en-Caux, et d’autre part, d’une unité supérieure constituée de sables moyens à fins (en particulier au nord-est de Saint-Valéry-en-Caux). Ces sables sont parfois modelés en figures sédimentaires de faible ampleur (ruban sableux, rides) indiquant le sens des courants dominants, en l’occurrence le flot, portant vers le nord-est (Augris et al., 2004).

2.3.2. Plateforme d’érosion marine

12Au pied des falaises se développe une large plateforme d’érosion marine à faible pente. Cette dernière augmente progressivement vers le sud-ouest (de 1 % au Tréport, 0,5 % au droit de Dieppe, 1,2 % à Saint-Valéry-en-Caux à plus de 3 % à Antifer) (fig. 2). La largeur moyenne est de 300 m et croit du sud (100 m au Cap d’Antifer), vers le nord où elle atteint dans la partie centrale de la zone d’étude et à son extrémité septentrionale près de 500 m (fig. 2). En bas de platier, la pente peut être interrompue par un abrupt d’ampleur métrique à pluri-métrique quasi continu entre Antifer et Saint-Valéry-en-Caux (fig. 3).

Fig. 2 – Caractéristiques morphométriques de la plateforme d'érosion marine, mesurées à partir de l'orthophographie du 27/05/2013 prise à basse mer de coefficient 103, et des données Lidar topo-bathymétriques du ROLNP-SHOM de 2017.
Fig. 2 – Morphometric characteristics of the marine platform, measured from the picture of 2013, May 27 taken at low tide, (coeff. 103) and the topo-bathymetric data from ROLNP-SHOM, 2017.

Fig. 2 – Caractéristiques morphométriques de la plateforme d'érosion marine, mesurées à partir de l'orthophographie du 27/05/2013 prise à basse mer de coefficient 103, et des données Lidar topo-bathymétriques du ROLNP-SHOM de 2017.Fig. 2 – Morphometric characteristics of the marine platform, measured from the picture of 2013, May 27 taken at low tide, (coeff. 103) and the topo-bathymetric data from ROLNP-SHOM, 2017.

A : Largeur totale ; B : Pente moyenne.
A: Total width; B: Mean slope.

Fig. 3 - Carte de localisation des abrupts métriques à plurimétriques de fin de platier, avec trois profils cross-shore illustrant les différentes morphologies du platier rocheux.
Fig. 3 – Localisation of the low tide cliff along the study coast with illustration of three cross-shore profiles showing the main types of morphologies.

Fig. 3 - Carte de localisation des abrupts métriques à plurimétriques de fin de platier, avec trois profils cross-shore illustrant les différentes morphologies du platier rocheux.Fig. 3 – Localisation of the low tide cliff along the study coast with illustration of three cross-shore profiles showing the main types of morphologies.

1. Localisation des abrupts ; 2. Profil cross-shore ; 3. Isobathe. Profile A: pente de la falaise de basse mer > = 50%; Profile B: pente de la falaise de basse mer > = 35%; Profile C: sans falaise de basse mer.
1. Low tide cliff location; 2. Cross-shore profile; 3. Isobath; Profile A: Low tide cliff slope > = 50%; Profile B: Low tide cliff slope > = 35%; Profile C: Without low tide cliff

2.3.3. Cordons de galets à silex

13La partie supérieure de l’estran, à la jonction avec la falaise crayeuse, est recouverte par un cordon de galets de silex, large de 15-20 m et épais de 2-2, m, et qui est alimenté par l’érosion des falaises de craie. A l’exutoire des vallées, la taille des cordons est plus conséquente lorsqu’ils s’adossent à des ouvrages transversaux tels que les épis ou des jetées portuaires. Leur largeur peut alors atteindre plusieurs dizaines de mètres, et leur épaisseur peut dépasser 11 m, comme à Dieppe (fig. 4A-D). Les galets ont généralement un diamètre variant de 4 à 7,5 cm, avec des valeurs maximums de 14 cm.

Fig. 4 – Caractéristiques d’un estran du littoral de Seine-Maritime.
Fig. 4 – Characteristics of intertidal zone of the study area.

Fig. 4 – Caractéristiques d’un estran du littoral de Seine-Maritime.Fig. 4 – Characteristics of intertidal zone of the study area.

A : Exemple de Pourville-sur-Mer (Cliché B. Peuziat, 2019) ; B, C, D : Photographies prises pendant trois jours consécutifs à Pourville-sur-Mer (extraites des caméras de suivi du cordon de galets), respectivement le 24/09/2019, le 25/09/2019, et le 26/09/2019). La série montre la forte mobilité des placages sableux.
A. Example site of Pourville-sur-Mer (photo from B. Peuziat, 2019); B, C, D: Photographs taken during three successive days at Pourville-sur-Mer (images extracted from the pebble beach monitoring cameras), respectively the 2019/09/24, the 2019/09/25, and the 2019/09/26. The series shows how sand are highly mobile.

14Selon la classification de Jennings et Shulmeister, (2002), les plages de Seine-Maritime sont dites « composites », caractérisées par des cordons de galets à fortes pentes qualifiées de réflectives (5-15 %), prolongés par un large estran sableux très peu pentu (0,5-1,5 %), d’aspect dissipatif (Pontee et al., 2004 ; Letortu et al., 2012 ; Costa et al., 2015).

2.3.4. Fraction sableuse de la zone intertidale

15Dans cet environnement à dominance rocheuse et graveleuse, la fraction sableuse se présente sous plusieurs formes sur la zone intertidale (fig. 4A-D) :

  • Des étendues sableuses pérennes d’épaisseurs métriques à pluri-métriques, situées à proximité du débouché de vallées et masquant l’existence de paléo-chenaux légèrement inscrits sur le platier rocheux.

  • Des placages sableux d’épaisseurs décimétriques à métriques, très mobiles et transitant parallèlement au rivage vers le nord-est sous l’action des courants de la dérive littorale (en lien avec les houles de quadrant ouest dominant) et du flot.

16En plus de ces deux formes de surface, une fraction sableuse importante constitue également le cœur des cordons de galets. Plusieurs travaux sur divers littoraux ont montré que, mélangée à des graviers et cailloutis, cette fraction peut constituer jusqu’à 70 % des cordons (Kirk, 1980 ; Carter et Orford, 1984 ; Shulmeister et Kirk, 1993 ; Mason, 1997 ; Orford et al., 2002 ; Pontee et al., 2004 ; Ciavola et Castiglione, 2009 ; Stark et Hay, 2016). C’est le cas pour les cordons de la zone d’étude (Costa, 1997 ; Costa et al., 2008). Par ailleurs, en fonction des conditions hydrodynamiques agissant sur ce littoral, des placages sableux plus grossiers, d’épaisseurs décimétriques, recouvrent localement la surface des cordons de galets. L’origine ces placages restent aujourd’hui discutée (fig. 4B-D).

3. Méthodologie adoptée

3.1. Caractérisation granulométrique des sables intertidaux

17Afin de caractériser les sables intertidaux et, à terme, de tenter d’apporter des éléments de réponse quant à leur origine, 17 sites entre Étretat et le Tréport ont été échantillonnés en Juin et Octobre 2019 pendant des conditions de faible agitation (fig. 1). Chaque site se situe au débouché d’une vallée ou valleuse présentant une accumulation sableuse pérenne. Pour chaque site, trois échantillons ont été prélevés en surface (quelques cm) le long du profil de plage :

  • Un à la surface du cordon de galets (sables sous la forme de placage décimétrique et homogène) ;

  • Un sur l’estran sableux, à environ dix mètres du pied du cordon de galets (sables dits du milieu d’estran) ;

  • Un autre sur l’estran sableux au niveau de la marée basse (sables dits de bas d’estran).

18Les sables ont été rincés afin d’éliminer le sel marin formant des agrégats, puis tamisés manuellement avec une colonne de 17 tamis, de 2000 à 50 μm.

3.2. Analyse diachronique surfacique des ensablements intertidaux

19L’analyse diachronique de l’évolution surfacique des ensablements intertidaux du Cap d’Antifer au Tréport, a été réalisée sur une période de 49 ans à partir de photographies aériennes verticales de l’IGN. Deux facteurs ont limité la sélection des séries d’images aériennes : l’heure de prise de vue (qui devait coïncider avec une marée basse de fort coefficient) et la qualité des clichés (pour différencier les placages sableux, le platier rocheux, le cordon de galets). Sur les 20 missions aériennes existantes, seules six séries ont ainsi pu être exploitées sur toute la zone d’étude, entre 1966 et 2013. En complément, deux séries d’images ont pu être utilisées (1984 et 1985) entre Dieppe et Le Tréport, ainsi qu’une série (2015) entre Saint-Valéry-en-Caux et Le Tréport (images satellites Pléiades) (fig. 5).

Fig. 5 - Cartographie de l’emprise des différentes prises de vues aériennes (IGN) utilisées pour cette étude.
Fig. 5 - Map of the coverage of vertical aerials photographs (IGN) used for this study.

Fig. 5 - Cartographie de l’emprise des différentes prises de vues aériennes (IGN) utilisées pour cette étude.Fig. 5 - Map of the coverage of vertical aerials photographs (IGN) used for this study.

1. Limite des cellules hydrosédimentaires ; 2. Emprise des séries de photographies.
1. Hydrosedimentary cells limit; 2. Coverage of the photographs.

20Les photographies aériennes analysées ont été prises principalement entre la fin du printemps (23/05/2013) et la fin de l’été (03/09/1999), lors de conditions météorologiques souvent favorables aux campagnes aériennes, et après des périodes de faible agitation (tab. 2).

21Les missions aériennes n’ayant pas été réalisées lors de même coefficient de marée, ou à marée totalement basse, les digitalisations ont dû être homogénéisées pour identifier une limite de basse mer commune. Les missions de 1985 et 1995 présentent les plus petites surfaces intertidales, respectivement entre Dieppe et Le Tréport et entre Antifer et Dieppe. Ces séries ont donc été utilisées comme référence pour l’homogénéisation. Les quantifications surfaciques ont ainsi été réalisées sur des estrans de largeur identique, en fonction de cellules hydrosédimentaires prédéfinies (entre chaque jetée portuaire qui jalonne le littoral de Seine-Maritime). Cependant, les cellules hydrosédimentaires n’ayant pas les mêmes dimensions, une normalisation des résultats par km linéaire a également été effectuée permettant ainsi le suivi de l’évolution de l’ensablement d’une mission à l’autre et d’un secteur à l’autre.

Tab. 2 - Données de vents (m/s) MétéoFrance, 15, 10 et 5 jours avant chaque mission aérienne, ainsi que le jour même.
Tab. 2 – Winds data (m/s) from MétéoFrance, 15, 10 and 5 days before each mission and the day of the mission.

Tab. 2 - Données de vents (m/s) MétéoFrance, 15, 10 et 5 jours avant chaque mission aérienne, ainsi que le jour même.Tab. 2 – Winds data (m/s) from MétéoFrance, 15, 10 and 5 days before each mission and the day of the mission.

22La digitalisation manuelle sous SIG (logiciel ArcGIS, 10.5, ESRI) de l’intégralité des séries photographiques a été effectuée à l’échelle du 1/ 000ème. Les séries photographiques les plus récentes, depuis 2000, sont géoréférencées par l’IGN (fig. 6).

23Pour les clichés les plus anciens, nous avons réalisé ce géoréférencement, en projection RGF93/Lambert 93 (EPSG: 2154). Une transformation « spline » a permis d’optimiser la précision locale en s’appuyant sur une fonction polynomiale segmentée qui garantit la continuité et le lissage entre des polynômes (Wahba, 1990 ; Donato et Belongie, 2002 ; Sempio et al., 2019). Compte-tenu de l’ampleur des surfaces étudiées et des évolutions constatées, les limites évoquées n’entachent en rien la représentativité spatiale et temporelle des résultats. Cet aspect sera détaillé dans la discussion.

Fig. 6 – Digitalisation (en rouge) des surfaces ensablées à Puys (à l'Est de Dieppe) entre 1966 et 2015.
Fig. 6 – Sandy areas digitalized (in red) around Puys (east of Dieppe) between 1966 and 2015.

Fig. 6 – Digitalisation (en rouge) des surfaces ensablées à Puys (à l'Est de Dieppe) entre 1966 et 2015.Fig. 6 – Sandy areas digitalized (in red) around Puys (east of Dieppe) between 1966 and 2015.

La surface de digitalisation est normalisée sur toutes les images par rapport à la plus petite surface d’estran découverte, en 1995 entre Antifer et Dieppe et en 1985 entre Dieppe et le Tréport.
For all images, the surface concerned by the digitalization has been normalized relatively to the highest tide level of the series, corresponding to 1995 for Antifer – Dieppe and 1985 for Dieppe – Le Tréport.

3.3. Sources d’erreurs des mesures de surfaces ensablées

3.3.1. Taille pixel/résolution

24Les photographies les plus anciennes, datant de 1966, ont été prises à l’échelle du 1/10 000e, avec une résolution de bonne qualité (1 pixel = 0,40 m). Néanmoins, les clichés en noir et blanc ainsi que la forte luminosité ont nécessité une attention particulière. Les clichés aériens suivants, en couleur, présentent également une bonne résolution, de 0,35 m à 0,8 m, et permettent une bonne distinction des placages sableux sur le platier rocheux. A partir de 2000, les orthophotographies présentent une très bonne résolution, avec de plus un estran bien dégagé en 2012 et 2013.

3.3.2. Marge d’erreur du géoréférencement

25L’erreur quadratique moyenne ou Root Mean Square Error (EQM ou RMSE) calculée lors du géoréférencement des photographies entre 1966 et 1999 est très faible, de l’ordre de 0 (RMSE moyen = 0.000146). Cette faible valeur peut cependant être expliquée par la méthode de géoréférencement appliquée. La transformation « spline » utilisée optimise la précision locale, permettant ainsi un très bon géoréférencement au niveau exact des points de contrôle et obtenir ainsi un RMSE très faible.

3.3.3. Marge d’erreur de la digitalisation

26La digitalisation manuelle des surfaces ensablées s’est relevée chronophage mais a permis d’estimer les difficultés à distinguer le sable sur ce littoral rocheux. La marge d’erreur de l’interprétation visuelle par l’opérateur a fait l’objet d’une tentative de quantification. Pour ce faire trois autres opérateurs, pratiquant la photo-interprétation et connaissant le secteur d’étude ont réalisé en plus de l’auteur, une digitalisation des étendues sableuses sur un même secteur choisi et selon un timing imposé. La différence de lecture entre les 4 opérateurs est au maximum de 7 %, ce qui permet de valider les surfaces estimées (tab. 3).

Tab. 3 - Estimation de la marge d'erreur de subjectivité : différence de lecture entre quatre opérateurs pour la même zone (sur l’orthophoto de 2013), en un temps donné.
Tab. 3- Estimation of the margin of error of the subjectivity: differences between 4 users for the same area (2013 photo), in the same timing.

Tab. 3 - Estimation de la marge d'erreur de subjectivité : différence de lecture entre quatre opérateurs pour la même zone (sur l’orthophoto de 2013), en un temps donné.Tab. 3- Estimation of the margin of error of the subjectivity: differences between 4 users for the same area (2013 photo), in the same timing.

4. Résultats

4.1. Analyse granulométrique des sables

27Les sables échantillonnés montrent une répartition spatiale originale en termes de granulométrie (fig. 7). Sur les cordons de galets, les sables sont généralement moyens à grossiers et moyennement bien triés (indice de Trask So = 1,29 (tab. 4). Cependant, à l’échelle du littoral étudié, ils sont particulièrement grossiers et mal classés entre Étretat et Fécamp, soit, dans le secteur le plus occidental. Ces caractéristiques se retrouvent plus modestement sur les sites de Varengeville, Pourville, Criel et Le Tréport (So = 1,22). L’estran sableux, échantillonné à 10 m du pied du cordon de galets, est composé de sables plus fins et mieux triés, avec 80 % de sables fins et 14 % de sables moyens. Cette caractéristique est assez homogène sur l’ensemble du littoral, même si localement des sables très fins sont plus abondants sur certaines plages (Yport, Les petites Dalles, Le Tréport). Sur le bas estran, la granulométrie s’affine d’avantage, avec des sables bien classés (So = 1,19). Les résultats de l’analyse granulométrique montrent une relative organisation spatiale : un compartiment dit occidental, au SO des Petites-Dalles, où les sables sont plus grossiers, ou moins bien triés ou inexistants sur le platier rocheux, et un compartiment oriental, au NE, où les sables sont omniprésents, mieux triés et plus fins. Cependant, quelques variations locales nettes subsistent dans ce schéma général.

Fig. 7 - Résultats granulométriques des échantillons prélevés sur 17 sites le long de la Seine-Maritime, sur les placages sableux à la surface des cordons de galets, en mi estran (à 10 m du pied du cordon de galets) et en bas estran (à la limite de basse mer).
Fig. 7 – Grain size results for the samples taken along the Seine-Maritime coast, on top of the pebble beach, at the middle of the beach (10 m of the pebble beach foot) and at the low beach (low tide limit).

Fig. 7 - Résultats granulométriques des échantillons prélevés sur 17 sites le long de la Seine-Maritime, sur les placages sableux à la surface des cordons de galets, en mi estran (à 10 m du pied du cordon de galets) et en bas estran (à la limite de basse mer).Fig. 7 – Grain size results for the samples taken along the Seine-Maritime coast, on top of the pebble beach, at the middle of the beach (10 m of the pebble beach foot) and at the low beach (low tide limit).

L.P.-D. = Les Petites-Dalles ; V./Mer = Veulettes-sur-Mer ; St-V.-C. = Saint-Valéry-en-Caux ; V.-les-R. = Veules-les-Roses ; St-A./Mer = Saint-Aubin-sur-Mer ; S.-M./Mer = Sainte-Marguerite-sur-Mer ; Varenge = Varengeville ; Criel/Mer = Criel-sur-Mer ; Le Trépo. = Le Tréport ; 1. % Sable très grossier ; 2. % Sable grossier ; 3. % Sable moyen ; 4. % Sable fin ; 5. % Sable très fin.
L.P.-D. = Les Petites-Dalles ; V./Mer = Veulettes-sur-Mer ; St-V.-C. = Saint-Valéry-en-Caux ; V.-les-R. = Veules-les-Roses ; St-A./Mer = Saint-Aubin-sur-Mer ; S.-M./Mer = Sainte-Marguerite-sur-Mer ; Varenge. = Varengeville ; Criel/Mer = Criel-sur-Mer ; Le Trépo. = Le Tréport.

1. % Very coarse sand ; 2. Coarse sand ; 3. Medium sand ; 4. Fine sand ; 5. Very fine sand

Tab. 4 - Indice de classement de Trask (So) calculé pour tous les sites échantillonnés.
Tab. 4- Trask sorting index (So) for all the samples.

Tab. 4 - Indice de classement de Trask (So) calculé pour tous les sites échantillonnés.Tab. 4- Trask sorting index (So) for all the samples.

4.2. Digitalisation des surfaces ensablées

28La digitalisation des surfaces ensablées depuis 1966 met en évidence une tendance globale à un ensablement important et constant de la zone intertidale, confirmant les résultats des premiers travaux sur ce phénomène (Costa, 1997 ; Guerrero, 2008) (fig. 8). L’évolution des surfaces indique ainsi une arrivée massive de sables, passant de 2,20 km2 en 1966 à plus du double en 2013 (4,95 km2). La courbe de l’évolution des surfaces ensablées traduit donc une tendance à l’accélération importante et progressive de l’ensablement.

Fig. 8 - Evolution des surfaces ensablées (normalisées) sur l'ensemble de la zone intertidale de Seine-Maritime entre 1966 et 2013.
Fig. 8 – Evolution of the sandy surfaces (normalized) on the entire intertidal area of Seine-Maritime between 1966 and 2013.

Fig. 8 - Evolution des surfaces ensablées (normalisées) sur l'ensemble de la zone intertidale de Seine-Maritime entre 1966 et 2013.Fig. 8 – Evolution of the sandy surfaces (normalized) on the entire intertidal area of Seine-Maritime between 1966 and 2013.

29L’analyse réalisée à l’échelle des cellules hydrosédimentaires fait apparaître une importante variabilité spatiale et temporelle (fig. 9).

30Ainsi deux grands secteurs de part et d’autre de Saint-Valéry-en-Caux se distinguent :

  • Le secteur occidental, au sud-ouest du port de Saint-Valéry-en-Caux, présente peu d’étendues sableuses sur la plateforme d’érosion marine. Les cellules hydrosédimentaires « Cap d’Antifer - falaises d’Étretat » et « Étretat - jetée portuaire de Fécamp » montrent un ensablement très réduit, avec moins de 0,01 km2 de surfaces ensablées par km linéaire. La cellule « Fécamp – centrale EDF de Paluel » connaît un léger pic en 1995 atteignant 0,04 km2/km-linéaire. La dernière cellule, « Paluel-jetée portuaire de Saint-Valéry-en-Caux », montre également un ensablement plus important en 1995, dépassant 0,08 km2/km-linéaire, suivi d’une diminution des étendues sableuses.

  • Dans le secteur oriental, au nord-est de Saint-Valéry-en-Caux, le sable devient de plus en plus abondant sur le platier rocheux et atteint son paroxysme au niveau du Cap d’Ailly, au sein de la cellule « St-Valéry-en-Caux – Dieppe ». Cette cellule connaît une forte et constante augmentation des surfaces ensablées depuis 1966, passant de 0,17 km2/km-linéaire de surfaces ensablées à 0,54 km2 en 2013 (fig. 9). Pour la cellule « Dieppe – Penly », le secteur à l’ouest de Penly (à l’exception de la plage Penly-Berneval qui est en constant ensablement depuis le début des années 1980 en raison de la mise en place de la jetée de prise d’eau de la centrale EDF Penly) connaît d’abord une diminution modeste de la présence de sables, passant de 0,18 km2/km-linéaire en 1966 à 0,10 km2 en 1999, avec toutefois un pic important en 1995 (0,18 km2/km-linéaire). L’étendue des surfaces ensablée sur cette zone est depuis 2000 en constante augmentation, de 0,18 km2/km-linéaire en 2000 à 0,22 km2/km-linéaire en 2015. A l’est, la cellule « Penly - port du Tréport », connaît le même scénario, à savoir une diminution des surfaces ensablées jusqu’en 2000 (0,06 km2/km-linéaire) puis une évolution contrastée jusqu’en 2015 pour atteindre 0,12 km2/km-linéaire.

31A l’échelle globale de la période, de 1966 à 2013, l’ensablement apparaît progressif (fig. 8), avec une valeur moyenne annuelle d’augmentation de l’ordre de 0,1 km². Cependant, depuis 1999, certaines périodes se caractérisent clairement par des augmentations plus brutales, comme 2012-2013, avec des valeurs de 0,4 km² (fig. 8). Il apparaît donc que l’évolution temporelle des ensablements n’est pas linéaire à l’échelle interannuelle, et probablement pas non plus sur des pas de temps plus courts.

Fig. 9 – Évolution temporelle des surfaces ensablées depuis 1966 pour chaque cellule hydrosédimentaire.
Fig. 9 – Evolution in time of sandy areas within each hydrosedimentary cell, since 1966.

Fig. 9 – Évolution temporelle des surfaces ensablées depuis 1966 pour chaque cellule hydrosédimentaire.Fig. 9 – Evolution in time of sandy areas within each hydrosedimentary cell, since 1966.

Les surfaces ensablées sont représentées en km2/km linéaire. Les années 1984, 1985 et 2015 ne couvrent que la partie de Dieppe au Le Tréport.
Sandy areas are represented in km2/ linear km. 1984, 1985 and 2015 only cover the northeastern most segment, from Dieppe to Le Tréport.

5. Discussion

5.1. Estimations des volumes de sables

32L’analyse des photographies aériennes verticales ne permet pas de quantifier directement les volumes de sables. Cependant, des estimations peuvent être fournies. Les mesures de terrain effectuées sur l’ensemble du secteur d’étude (hors zone d’ensablement pérenne située au droit des vallées ou valleuses dont le paléo-chenal est comblé par des sables) montrent que les placages sableux ont une épaisseur décimétrique à métrique. En première approximation, les surfaces sableuses observées sur la totalité de l’estran visible sur l’orthophotographie de 2013, (et pour des épaisseurs considérées de 0,50 m) représenteraient des volumes de l’ordre de 5,3 millions de m3 pour une superficie totale d’ensablement de 10,75 km². Selon la même méthode, près de la moitié (2,2 millions de m3 de sables) est apparue depuis 1995, en particulier au NE de Saint-Valéry-en-Caux. Les photographies prises en 1985 et 1995 présentent l’estran le moins visible et définissent la zone commune de digitalisation pour tous les autres clichés. Sur cette zone commune, la mer recouvre une importante partie de l’estran, alors que les arrivées de sables impactent plus le bas estran. L’estimation des surfaces ensablées sur la base de la surface découverte en 2000, est donc minimale et les surfaces et volumes en jeu doivent être bien plus conséquents.

5.2. Origines et répartitions des sables intertidaux : quelques hypothèses

33Des travaux antérieurs ont proposé plusieurs hypothèses sur l’origine des apports sableux et leur répartition spatiale (Costa, 1997, 1999 ; Augris et al., 2004 ; Costa et al., 2005 ; Guerrero, 2008 ; Augris et Clabaut, 2013).

5.2.1. Origines possibles

34Il est traditionnellement admis que les arrivées sédimentaires peuvent résulter principalement de l’érosion continentale (érosion du trait de côte et apports fluviaux) ou de transferts sédimentaires longitudinaux et transversaux au rivage.

35La forte érosion des falaises crayeuses normandes ne semble pas pouvoir contribuer significativement à l’ensablement de l’estran observé en Seine-Maritime. En effet, les craies du Crétacé supérieur contiennent peu de sables (< 1 %), à l’exception des craies cénomaniennes (Laignel et al., 2008). Cependant, ces dernières n’affleurent que très localement (au Cap d’Antifer et à Fécamp) et sont marquées par de très faibles reculs. Par ailleurs, les estrans adjacents à ces affleurements cénomaniens sont dépourvus de sable. En revanche, des niveaux sableux se trouvant dans les lambeaux de la couverture tertiaire localisés à Varengeville et Criel-sur-Mer fournissent des volumes de sables par érosion des falaises un peu plus conséquents (quelques centaines de m3 par an) (Bignot, 1962, 1965).

36La Seine et les petits fleuves côtiers de Seine-Maritime apportent très majoritairement au milieu marin des sédiments fins en suspension. Le fleuve majeur, la Seine, est caractérisé par des flux de vases de l’ordre de 600 000 et 750 000 t/an (condition moyenne), soit l’équivalent de 400 000 à 500 000 m3 (Avoine, 1995 ; Lemoine et Verney, 2015 ; Lesourd et al., 2016 ; CEREMA, 2019). Par ailleurs, les aménagements de l’embouchure de la Seine et notamment le développement du Grand Port du Havre ont entrainé des changements hydrologiques importants du fleuve et de son estuaire, depuis le milieu du XXème siècle (Delsinne, 2005 ; Lesourd et al., 2016). Le comblement progressif de l’estuaire a ainsi provoqué une restructuration des formations sédimentaires superficielles et la dérive des stocks sableux, présents sous la forme de bancs longitudinaux, vers le domaine marin ouvert (Delsinne, 2005). Il convient également de s’interroger sur le comportement des zones de rejets de dragages en mer des Grands Ports Maritimes du Havre et de Rouen qui représentent plusieurs millions de m3 annuels dont près de la moitié sont des sables fins. Leur remobilisation pourrait constituer une origine possible (Baux et al., 2019). La très faible présence de sables sur les estrans situés à proximité de la Seine, du Havre à Fécamp, ne plaide pourtant pas en faveur d’apports directs issus de l’embouchure de la Seine ou des zones de rejets de dragages. Néanmoins, les sédiments sableux, lentement évacués du domaine estuarien, peuvent être repris par la dérive littorale régionale dirigée vers le NE, et alimenter les stocks de sables subtidaux des petits fonds de Seine-Maritime.

37Ainsi, l’origine la plus probable et la plus directe des sables intertidaux serait l’apport sableux issu d’échanges transversaux avec les petits fonds sableux subtidaux du secteur d’étude. Cette hypothèse, déjà proposée par plusieurs auteurs (Costa, 1997 ; Augris et al., 2004 ; Costa et al., 2005, 2008 ; Augris et Clabaut, 2013) nécessite des travaux complémentaires pour être confirmée. Elle est cependant étayée par deux arguments. En premier lieu, l’utilisation de formules semi-empiriques de début d’entraînement des sables fins et moyens montre que des transports sableux des petits fonds (-10 à -13 m) vers l’estran sont envisageables lors de houles de tempête agissant à basse mer de vive-eau. Le second argument s’appuie sur la similitude entre la répartition spatiale des zones ensablées intertidales et subtidales, à savoir un compartiment occidental pauvre en sable, et un compartiment oriental plus riche, la limite entre les deux se situant au droit de Saint-Valéry-en-Caux.

38De façon globale, les sources de ces sables subtidaux sont multiples. Elles sont à chercher dans les différents stocks sédimentaires qui se sont mis en place dans le domaine de la Manche au cours des bas niveaux marins successifs (remplissages des paléovallées fluviatiles, littoraux de bas niveau marin). Au cours des transgressions post-glaciaires, notamment la dernière, ces sédiments sableux ont été remaniés et progressivement acheminés vers le domaine subtidal actuel où ils sont stockés sous diverses formes (bancs, dunes, placages) (Larsonneur, 1971 ; Auffret et al., 1975 ; Clabaut, 1988 ; Latteux, 2001 ; Reynaud et al., 2003 ; Tessier et al., 2010). A ces sources générales, peuvent probablement s’ajouter des sources plus récentes, comme la fraction sableuse issue potentiellement de la remobilisation des zones de clapages, ou celle issue de l’estuaire très aménagé de la Seine, et qui peuvent en partie incorporer les sables subtidaux de la zone d’étude en raison des transports régionaux résultants dirigés vers le Nord.

5.2.2. Facteurs responsables de la répartition spatiale des sables intertidaux et subtidaux

39La répartition générale des sables subtidaux de Seine-Maritime est en étroite relation avec l’intensité des courants tidaux dont la force entre Antifer et Saint-Valéry-en-Caux est maximale (1,5 à 2,5 m/s) (Larsonneur 1971 ; SHOM, 2005). Ces derniers limitent le dépôt des sables, et favorisent, par tri granulométrique, l’apparition des formations superficielles graveleuses qui reposent sur le substratum crayeux. A contrario, les courants tidaux plus faibles entre Saint-Valéry-en-Caux et Le Tréport sont plus favorables au dépôt des sables, engendrant localement la formation de figures sédimentaires (ridens, mégarides, rides, rubans sableux).

40En revanche, les causes de la répartition des sables intertidaux de part et d’autre de St-Valéry-en-Caux reste à démontrer. Le très faible développement des sables intertidaux entre Antifer et St-Valéry-en-Caux est probablement lié en grande partie au fait que peu de sable puisse se déposer au droit de ce secteur dans le domaine subtidal. A cela s’ajoutent deux éléments morphologiques qui limitent nécessairement les transferts de sables depuis les petits fonds subtidaux vers le platier : (i) la faible largeur et forte pente de la plateforme d’érosion marine dans ce secteur, moins propice à la remontée de sables et à leur maintien sur l’estran ; (ii) comme l’ont suggéré Augris et Clabaut (2013), l’abrupt d’une hauteur métrique à plurimétrique qui jalonne de façon quasiment continue la base du platier entre Antifer et St-Valéry-en-Caux (fig. 3) constitue une barrière.

41L’origine générale possible des sables et les agents responsables de leurs arrivées de plus en plus massives sur les estrans de Seine-Maritime sont synthétisés dans la Figure 10. Ce modèle conceptuel reste à préciser quant aux causes précises des ensablements à la fois en termes de sources et de processus.

Fig. 10 - Schéma de synthèse des transports et échanges sableux sur le littoral de Seine-Maritime.
Fig 10 – Synthesis diagram of sandy transport and exchanges on the Seine-Maritime coastline.

Fig. 10 - Schéma de synthèse des transports et échanges sableux sur le littoral de Seine-Maritime.Fig 10 – Synthesis diagram of sandy transport and exchanges on the Seine-Maritime coastline.

1. Apport sableux transversal (petits fonds – estran) lors de tempête de basse-mer de vive-eau ; 2 Transport sableux intertidal résultant sous l’action dominante de la houle ; 3. Remaniement des sables d’embouchure ; 4. Abrupt de fin de platier rocheux ; 5. Zone subtidale : petits fonds sableux; 6. Zone intertidale sableuse ; 7. Zone intertidale sans sable ; 8. Zone de rejet de dragages ; 9. Banc de sable tidal.
1. Cross-shore sand inputs (shallow-shore) during storm events; 2. Intertidal sand transport resulting from dominant swell; 3. Estuary sand reworking; 4. Low tide cliff ; 5. Shallow sandy subtidal zone; 6. Sandy intertidal area; 7. Intertidal area without sand; 8. Dredged discharge area; 9. Tidal sand bar.

6. Conclusion

42Les premières études dans les années 1990 qui ont permis de caractériser les phénomènes d’ensablement du littoral de Seine-Maritime évoquaient des événements relativement massifs et récents. L’approche historique contemporaine que nous présentons dans cet article confirme ces travaux et met en évidence une augmentation constante des surfaces ensablées sur la globalité du secteur d’étude, d’Antifer au Tréport.

43Néanmoins, deux compartiments intertidaux se distinguent, de part et d’autre de St-Valéry-en-Caux, en matière d’ampleur des ensablements : au SO, entre Antifer et St-Valéry-en-Caux, les surfaces ensablées sont très peu ou pas développées et les sables présents, notamment à la surface des cordons de galets sont grossiers et mal triés. Au NE, entre St-Valéry-en-Caux et Le Tréport, l’ensablement intertidal est important, notamment dans le secteur du Cap d’Ailly, et est caractérisé par des sables fins et bien triés. Cependant, alors que l’ensablement ne cesse d’augmenter entre St-Valéry-en-Caux et Dieppe, il tend à diminuer depuis 1999, plus à l’est, entre Penly et Le Tréport.

44Notre étude s’est intéressée à l’évolution de cet ensablement depuis les 50 dernières années et pose désormais la question de l’origine, des modalités et de la répartition spatiale de ces derniers.

45L’hypothèse mise en avant ici des stocks sableux subtidaux comme source de l’ensablement observé sur la plateforme d’érosion marine reste à valider. Il en est de même, des modalités de transferts sédimentaires depuis les petits fonds subtidaux vers l’estran, sous l’action combinée des agents hydrodynamiques régionaux (houles de tempête et courants de marée), et des caractéristiques géomorphologiques de la plateforme d’érosion marine (largeur, pente de la zone subtidale et intertidale, présence d’un abrupt de bas de platier). Des analyses géochimiques d’une part, et des modélisations numériques des transports sédimentaires, d’autre part, sont des outils et des méthodes riches d’informations qui seront déployées en la matière.

46Enfin, une interrogation demeure, à savoir l’augmentation de l’ensablement, semble-t-il à partir des années 1990. Est-ce le résultat d’effets induits par la temporalité des données à disposition pour cette approche historique, ou une vraie évolution naturelle, dont il faudra trouver l‘origine et les causes.

47Il conviendra enfin de s’interroger sur les variabilités spatiale et temporelle haute fréquence des surfaces ensablées, et notamment, des placages sableux très mobiles sur la plateforme d’érosion marine. Cette mobilité n’est d’ailleurs pas sans influence sur la biodiversité présente sur les platiers rocheux, d’une part, et sur le fonctionnement morpho-sédimentaire des cordons de galets, d’autre part. La récurrence de l’imagerie satellitaire peut être un moyen efficace d’appréhender l’évolution saisonnière de ce phénomène, en particulier le rôle des événements tempétueux.

*Auteur correspondant : Tel : +33 (0)2 31 56 60 88
bastien.peuziat@unicaen.fr (Peuziat B.)

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Annexe

Abridged English version

The Seine-Maritime coastline, from Antifer to Le Tréport, experiences since at least 50-years phenomenon of massive sanding up mainly affecting the intertidal plateform. This is a macrotidal environment with prevailing westerly swell and Northeastern flood dominated tidal current conditions (fig. 1, tab. 1). This coastaline is characterized by high Cretaceous chalk cliffs. At the foot of the cliffs, a large marine erosion platform develops with a gentle slope (fig. 2). A pebble beach covers the upper part of the platform, locally containing up to 70% of gravel/sand mixture (fig. 4). The sandy fraction presents two main forms along the coast. (i) Perennial sandy accumulations, metric to multi-metric in thickness, at the outlet of valleys; (ii) 10 cm to 1 m thick highly mobile sandy covers or patches (fig. 4). These sandy formations contribute to the balance of the coastal system. In order to characterize the sand fraction that composed the intertidal area, several samples were collected from 17 sites along the shoreline. In the meantime, a contemporary historical analysis was carried out using vertical aerial photographs from the IGN since 1966. Eight series of photographs taken at low tide allowed to follow the temporal evolution of sanding up over a 50-year period (fig. 5, tab. 2).

The grain-size analysis indicates coarse and poorly sorted sand at the surface of the pebble beaches, even very coarse to the SW of the study area. Foreshore sand is also absent at this location. West to St-Valéry-en-Caux, sands are finer and well sorted (fig. 6, tab. 3).

The digitization of sandy surfaces since 1966 shows a global trend towards a significant and constant sanding up of the intertidal area (fig. 8). Sandy surfaces increased from 2.20 km2 in 1966 to more than the double in 2013 (4.95 km2). Nevertheless, at the scale of hydrosedimentary cells, variability in time and space are observed (fig. 9). Two main sectors on either side of Saint-Valéry-en-Caux can be distinguished. Along the western sector (SW of SVC), sandy surfaces are poorly developed indicating a very reduced sanding up. It decreased particularly since 1995, with a notable peak exceeding 0.08 km2/km-linear in “Fécamp – Paluel” cell. To the NE of Saint-Valéry-en-Caux, sand is becoming more and more abundant on the marine erosion platform, especially at the Cap d'Ailly, within the "St-Valéry-en-Caux - Dieppe" cell. The latter has been experiencing a strong and constant increase in the sandy surfaces from 0.17 km2/km-linear in 1966 to 0.54 km2 in 2013 (fig. 9). The sanding up between Dieppe and Le Tréport tended first to decrease until the 2000’s and then increased sharply. It thus appears that the temporal evolution of sand deposits is not linear on an interannual scale, and probably not over shorter time steps either.

The analysis of vertical aerial photographs does not allow to directly quantify the volumes of sands. However, estimates can be provided. Sandy areas, excluding the perennial sandy zones, have a decimetric to metric thickness. As a first approximation, mobile sandy areas visible on the 2013 photographs would represent volumes about 5.3 million m3 for a total sanding area of 10.75 km² (considering a thicknesses of 0.50 m). Almost half (2.2 million m3 of sand) has appeared since 1995, particularly in the NE of Saint-Valéry-en-Caux. This estimation of the sanded areas on the basis of the high tide of 2000 is therefore minimal and areas and volumes involved must be much larger.

Sediment arrivals can result mainly from continental erosion (shoreline erosion and river inflow) or from longitudinal and transverse sediment transfers to the shoreline. Firstly, the erosion of the Normandy chalk cliffs does not seem to contribute significantly to the sanding up, with less than 1% of sand contained in the chalk. Secondly, the Seine river and the small coastal rivers of Seine-Maritime bring only fine suspended sediments to the marine environment. A few thousand m3 per year of fine sandy sediments can be transport but they do not seem to be able to reach the marine environment naturally. Thus, a possible origin could be transversal exchanges between the shallows and the foreshore. Indeed, sediment transport modeling has shown that sandy transport from shallows (-10 to -13 m) to the foreshore can happen during storm swells acting at low tide. Also, there are a lot of similarity between the spatial distribution of the intertidal and subtidal sandy areas, i.e., a western compartment poor in sand, and a richer eastern compartment.

The general distribution of the subtidal sands of Seine-Maritime is closely related to the intensity of the tidal currents which is maximal between Antifer and Saint-Valéry-en-Caux. These limit the deposition of fine sands. Conversely, weaker tidal currents between Saint-Valéry-en-Caux and Le Tréport allow the deposition of sands, at least momentarily.

On the other hand, two geomorphological features that would limit the subtidal sand arrivals can be propose. Firstly, the short and steeply sloping marine erosion platform between Antifer and Saint-Valéry-en-Caux is less conducive to the upwelling of subtidal sands and their deposits on the foreshore, unlike between Saint-Valéry-en-Caux and Le Tréport. Furthermore, at the end of the platform, the existence of an almost continuous metric to plurimetric low tide cliff between Antifer and Saint-Valéry-en-Caux, may also limit the transfer of sands from shallows to the foreshore in the southern part of the study area (fig. 3).

Sources of these subtidal sands are multiple and come from different sedimentary stocks that have been established in the English Channel during successive low sea levels. The origin of sands and the determination of agents and processes responsible for their increasingly massive arrivals are questions that need to be more explored. However, a first conceptual model can be proposed (fig. 10).

This study focused on the "long-term" evolution of sanding up over the last 50 years. In order to observe sand dynamics over shorter and more regular time steps, a satellite approach would allow to determine the evolution of the sand surfaces on an interannual, seasonal or stormy event scale. The question on the origin of the sandy fraction thus remains but a geochemical and modelling approach could bring elements of answers.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Carte géologique continentale (au 1:1 000 000, BRGM, 2012) et carte marine des sédiments superficiels (d’après Larsonneur et al., 1982 et SHOM, 2015) du domaine d’étude.Fig. 1 - Continental geological map (scale 1:1000000e, BRGM, 2012) and marine sediment distribution map (from Larsonneur et al., 1982 and SHOM 2015) of the study area.
Légende 1. Holocène ; 2. Pléistocène supérieur – Holocène ; 3. Pléistocène moyen-supérieur ; 4. Pléistocène inférieur ; 5. Pliocène, Pléistocène inférieur ; 6. Pliocène ; 7. Oligocène ; 8. Eocène moyen-supérieur ; 9. Paléocène, Eocène inférieur ; 10. Crétacé supérieur ; 11. Crétacé inférieur ; 12. Jurassique supérieur ; 13. Jurassique moyen ; 14. Jurassique inférieur ; 15. Trias. ; A. Roche ; B. Cailloutis ; C. Cailloutis et gravier ; D. Cailloutis et sable ; E. Gravier ; F. Gravier et cailloutis ; G. Gravier sableux ; H. Sable graveleux ; I. Sable grossier ; J. Sable moyen ; K. Sable fin ; L. Sable silteux ; M. Sable fin vaseux ; N. Sable vaseux ; O. Vase sableuse ; P. Vase sable fin ; Q. Vase silteuse ; R. Vase argileuse ; S. Vase. Les ronds blancs indiquent la position des sites d’échantillonnages des sables analysés pour cette étude.1. Holocene; 2. Upper Pleistocene-Holocene; 3. Middle-Lower Pleistocene; 4. Lower Pleistocene; 5. Pliocene, Lower Pleistocene; 6. Pliocene; 7. Oligocene; 8. Middle-Upper Eocene; 9. Paleocene, Lower Eocene; 10. Upper Cretaceous; 11. Lower Cretaceous; 12. Upper Jurassic; 13. Middle Jurassic; 14. Lower Jurassic; 15. Triassic; A. Rock; B. Pebble; C. Pebble and gravel; D. Pebble and sand; E. Gravel; F. Gravel and pebble; G. Sandy gravel; H. Gravel sand; I. Coarse sand; J. Medium sand; K. Fine sand; L. Silty sand; M. Muddy fine sand; N. Muddy sand; O. Sandy mud; P. Fine sandy mud; Q. Silty mud; R. Clayey mud; S. Mud. White circles indicate the position of the sampling of sands analyzed in this study.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-1.png
Fichier image/png, 634k
Titre Tab. 1 - Hauteurs significatives extrêmes de la houle (H1/3) le long du littoral de Seine-Maritime (Latteux, 2001).Tab. 1 – Significant wave heights (H1/3) along Seine-Maritime’s coast (Latteux, 2001).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 36k
Titre Fig. 2 – Caractéristiques morphométriques de la plateforme d'érosion marine, mesurées à partir de l'orthophographie du 27/05/2013 prise à basse mer de coefficient 103, et des données Lidar topo-bathymétriques du ROLNP-SHOM de 2017.Fig. 2 – Morphometric characteristics of the marine platform, measured from the picture of 2013, May 27 taken at low tide, (coeff. 103) and the topo-bathymetric data from ROLNP-SHOM, 2017.
Légende A : Largeur totale ; B : Pente moyenne.A: Total width; B: Mean slope.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-3.png
Fichier image/png, 156k
Titre Fig. 3 - Carte de localisation des abrupts métriques à plurimétriques de fin de platier, avec trois profils cross-shore illustrant les différentes morphologies du platier rocheux.Fig. 3 – Localisation of the low tide cliff along the study coast with illustration of three cross-shore profiles showing the main types of morphologies.
Légende 1. Localisation des abrupts ; 2. Profil cross-shore ; 3. Isobathe. Profile A: pente de la falaise de basse mer > = 50%; Profile B: pente de la falaise de basse mer > = 35%; Profile C: sans falaise de basse mer.1. Low tide cliff location; 2. Cross-shore profile; 3. Isobath; Profile A: Low tide cliff slope > = 50%; Profile B: Low tide cliff slope > = 35%; Profile C: Without low tide cliff
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-4.png
Fichier image/png, 191k
Titre Fig. 4 – Caractéristiques d’un estran du littoral de Seine-Maritime.Fig. 4 – Characteristics of intertidal zone of the study area.
Légende A : Exemple de Pourville-sur-Mer (Cliché B. Peuziat, 2019) ; B, C, D : Photographies prises pendant trois jours consécutifs à Pourville-sur-Mer (extraites des caméras de suivi du cordon de galets), respectivement le 24/09/2019, le 25/09/2019, et le 26/09/2019). La série montre la forte mobilité des placages sableux.A. Example site of Pourville-sur-Mer (photo from B. Peuziat, 2019); B, C, D: Photographs taken during three successive days at Pourville-sur-Mer (images extracted from the pebble beach monitoring cameras), respectively the 2019/09/24, the 2019/09/25, and the 2019/09/26. The series shows how sand are highly mobile.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 448k
Titre Fig. 5 - Cartographie de l’emprise des différentes prises de vues aériennes (IGN) utilisées pour cette étude.Fig. 5 - Map of the coverage of vertical aerials photographs (IGN) used for this study.
Légende 1. Limite des cellules hydrosédimentaires ; 2. Emprise des séries de photographies.1. Hydrosedimentary cells limit; 2. Coverage of the photographs.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-6.png
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Titre Tab. 2 - Données de vents (m/s) MétéoFrance, 15, 10 et 5 jours avant chaque mission aérienne, ainsi que le jour même.Tab. 2 – Winds data (m/s) from MétéoFrance, 15, 10 and 5 days before each mission and the day of the mission.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-7.jpg
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Titre Fig. 6 – Digitalisation (en rouge) des surfaces ensablées à Puys (à l'Est de Dieppe) entre 1966 et 2015.Fig. 6 – Sandy areas digitalized (in red) around Puys (east of Dieppe) between 1966 and 2015.
Légende La surface de digitalisation est normalisée sur toutes les images par rapport à la plus petite surface d’estran découverte, en 1995 entre Antifer et Dieppe et en 1985 entre Dieppe et le Tréport.For all images, the surface concerned by the digitalization has been normalized relatively to the highest tide level of the series, corresponding to 1995 for Antifer – Dieppe and 1985 for Dieppe – Le Tréport.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 960k
Titre Tab. 3 - Estimation de la marge d'erreur de subjectivité : différence de lecture entre quatre opérateurs pour la même zone (sur l’orthophoto de 2013), en un temps donné.Tab. 3- Estimation of the margin of error of the subjectivity: differences between 4 users for the same area (2013 photo), in the same timing.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-9.jpg
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Titre Fig. 7 - Résultats granulométriques des échantillons prélevés sur 17 sites le long de la Seine-Maritime, sur les placages sableux à la surface des cordons de galets, en mi estran (à 10 m du pied du cordon de galets) et en bas estran (à la limite de basse mer).Fig. 7 – Grain size results for the samples taken along the Seine-Maritime coast, on top of the pebble beach, at the middle of the beach (10 m of the pebble beach foot) and at the low beach (low tide limit).
Légende L.P.-D. = Les Petites-Dalles ; V./Mer = Veulettes-sur-Mer ; St-V.-C. = Saint-Valéry-en-Caux ; V.-les-R. = Veules-les-Roses ; St-A./Mer = Saint-Aubin-sur-Mer ; S.-M./Mer = Sainte-Marguerite-sur-Mer ; Varenge = Varengeville ; Criel/Mer = Criel-sur-Mer ; Le Trépo. = Le Tréport ; 1. % Sable très grossier ; 2. % Sable grossier ; 3. % Sable moyen ; 4. % Sable fin ; 5. % Sable très fin.L.P.-D. = Les Petites-Dalles ; V./Mer = Veulettes-sur-Mer ; St-V.-C. = Saint-Valéry-en-Caux ; V.-les-R. = Veules-les-Roses ; St-A./Mer = Saint-Aubin-sur-Mer ; S.-M./Mer = Sainte-Marguerite-sur-Mer ; Varenge. = Varengeville ; Criel/Mer = Criel-sur-Mer ; Le Trépo. = Le Tréport.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-10.png
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Titre Tab. 4 - Indice de classement de Trask (So) calculé pour tous les sites échantillonnés.Tab. 4- Trask sorting index (So) for all the samples.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-11.jpg
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Titre Fig. 8 - Evolution des surfaces ensablées (normalisées) sur l'ensemble de la zone intertidale de Seine-Maritime entre 1966 et 2013.Fig. 8 – Evolution of the sandy surfaces (normalized) on the entire intertidal area of Seine-Maritime between 1966 and 2013.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-12.png
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Titre Fig. 9 – Évolution temporelle des surfaces ensablées depuis 1966 pour chaque cellule hydrosédimentaire.Fig. 9 – Evolution in time of sandy areas within each hydrosedimentary cell, since 1966.
Légende Les surfaces ensablées sont représentées en km2/km linéaire. Les années 1984, 1985 et 2015 ne couvrent que la partie de Dieppe au Le Tréport.Sandy areas are represented in km2/ linear km. 1984, 1985 and 2015 only cover the northeastern most segment, from Dieppe to Le Tréport.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-13.png
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Titre Fig. 10 - Schéma de synthèse des transports et échanges sableux sur le littoral de Seine-Maritime.Fig 10 – Synthesis diagram of sandy transport and exchanges on the Seine-Maritime coastline.
Légende 1. Apport sableux transversal (petits fonds – estran) lors de tempête de basse-mer de vive-eau ; 2 Transport sableux intertidal résultant sous l’action dominante de la houle ; 3. Remaniement des sables d’embouchure ; 4. Abrupt de fin de platier rocheux ; 5. Zone subtidale : petits fonds sableux; 6. Zone intertidale sableuse ; 7. Zone intertidale sans sable ; 8. Zone de rejet de dragages ; 9. Banc de sable tidal.1. Cross-shore sand inputs (shallow-shore) during storm events; 2. Intertidal sand transport resulting from dominant swell; 3. Estuary sand reworking; 4. Low tide cliff ; 5. Shallow sandy subtidal zone; 6. Sandy intertidal area; 7. Intertidal area without sand; 8. Dredged discharge area; 9. Tidal sand bar.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/15684/img-14.png
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Pour citer cet article

Référence papier

Bastien Peuziat, Stéphane Costa et Bernadette Tessier, « Évolution historique contemporaine de l’ensablement de la plateforme d’érosion du littoral à falaises de Seine-Maritime », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 27 - n° 3 | 2021, 189-204.

Référence électronique

Bastien Peuziat, Stéphane Costa et Bernadette Tessier, « Évolution historique contemporaine de l’ensablement de la plateforme d’érosion du littoral à falaises de Seine-Maritime », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 27 - n° 3 | 2021, mis en ligne le 31 mai 2021, consulté le 27 novembre 2021. URL : http://journals.openedition.org/geomorphologie/15684 ; DOI : https://doi.org/10.4000/geomorphologie.15684

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Auteurs

Bastien Peuziat

Normandie Univ, UNICAEN, CNRS, LETG, Esplanade de la Paix, 14000 Caen, France

Stéphane Costa

Normandie Univ, UNICAEN, CNRS, LETG, Esplanade de la Paix, 14000 Caen, France

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Bernadette Tessier

Normandie Univ, UNICAEN, CNRS, M2C, 24 Rue des tilleuls, 14000 Caen, France

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Droits d’auteur

© Groupe français de géomorphologie

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