Skip to navigation – Site map
Érosion, enjeux et aménagements

Lutte contre l’érosion littorale : efficacité des méthodes de stabilisation par drainage de plage, le cas de la baie d’Agay, Var

Fight against coastal erosion in the French Mediterranean : effectiveness of beach drainage stabilization methods, the case of Agay bay (Var)
Adrien Lambert, Vincent Rey, Mireille Provansal, Olivier Samat and François Sabatier
p. 105-117

Abstracts

The subject of this article is the effectiveness of beach dewatering stabilization methods on a micro-tidal, reflective beach of the French Mediterranean (Bay of Agay, Var). Study of the long-term sedimentary tendencies highlights the existence of a natural erosion of the site between 1950 and 1976, before anthropogenic influence (groins and beach nourishment) on the observed beach stabilization between 1976 and 1998. The two-year topo-bathymetric survey carried out before and after the establishment of the beach dewatering system shows a stabilization of the shoreline starting from the drain installation, without beach nourishment and after destruction of the existing installations. The study of the physical relationship between levels of the beach watertable and beachface morphology with and without the drainage system shows the instantaneous impact of this parameter on the watertable level, and the influence of watertable lowering on beachface progradation.

Top of page

Index terms

Geographical index :

France, Agay (Saint-Raphaël)
Top of page

Author's notes

Cette étude a été réalisée avec l’aide des organismes suivants : la région PACA, le conseil général du Var, le service Environnement de la commune de Saint-Raphaël, le bureau communal d’Agay, le Centre d’Étude Technique Maritime et Fluvial ainsi que le Centre d’Étude Technique de l’Équipement - Méditerranée (F. Pons).

Full text

1 - Introduction

1L’érosion côtière est un phénomène qui n’épargne aucun des Etats côtiers membres de l’Union européenne. En 2004, environ 20.000 kilomètres de côtes, représentant 20 % de l’ensemble des côtes de l’Union, sont particulièrement affectés par ce phénomène (rapport Eurosion, 2004).

2À l’échelle régionale, la région PACA est considérée comme très exposée au risque d’érosion côtière. Cette évaluation se base sur la densité de population vivant dans l’aire d’influence de l’érosion côtière, la présence de zones industrielles et d’espaces à haute valeur écologique, ainsi que la croissance des zones urbaines côtières entre 1975 et 1990 (rapport Eurosion, 2004).

3En réponse à cette menace, les fronts de mer des zones urbaines, touristiques ou industrielles ont généralement été aménagés au moyen de digues, brise-lames, jetées, ou autres structures en enrochements, qui visent à protéger les constructions ou autres biens situés sur la côte.

4Or, la plupart des études menées en Méditerranée française (Sabatier, 2001, Samat, 2007, Suanez, 1997, Certain, 2002, Durand, 1998) ont mis en évidence les impacts environnementaux négatifs des aménagements « durs » (digues frontales, épis, brise-lames), construits en majorité lors de la première phase d’aménagement du littoral (entre 1970 et 1990), à une époque où l’urgence et le manque de connaissance approfondie du phénomène érosif justifiaient des interventions lourdes.

5Ces études ont démontré l’inefficacité de ces méthodes au-delà d’une certaine période, voire l’existence à moyen terme d’effets aggravants sur l’érosion induits par ces aménagements. Ces impacts négatifs se cumulent avec les nuisances paysagères et la pollution des sites, lorsque ces derniers ne sont pas entretenus fréquemment.

6Depuis 1986, la loi littoral, qui se donne pour objectif le développement durable des côtes, interdit la reconstruction des protections dont l’effet aggravant sur l’érosion est avéré, tout en privilégiant les opérations « ayant un caractère expérimental ou exemplaire quant à la méthode mise en oeuvre ». Les nouvelles directives sonnent donc théoriquement le glas du « hard engineering » dans le cas de côtes à forts enjeux environnementaux ou économiques.

7On dénombre plusieurs « familles » de solutions alternatives au « hard engineering » (UK-CHM Report, 1999) en fonction de leurs modes et zones d’action et de l’effet désiré sur le littoral. Cependant, l’emploi de méthodes alternatives reste largement anecdotique sur les côtes françaises, pour diverses raisons:

8Ces méthodes sont mal connues des gestionnaires en charge des côtes, qui sont souvent sceptiques quand à leur efficacité et leur préfèrent les méthodes traditionnelles.

9Elles sont donc peu employées et manquent -de fait- de validation expérimentale.

10Elles ont également un coût important, dû notamment aux études de terrain préalables à leur implantation, mais également à l’absence de généralisation de ce type de procédés en raison de leur spécialisation (action ciblée), qui les distingue du « hard engineering ».

2 - Historique des systèmes de stabilisation  par drainage de plage

11Parmi ces méthodes, le concept de drainage de plage trouve son origine dans la phase extensive de recherches littorales menées dans les années 1940 aux USA.

12Le premier lien explicite entre l’altitude de la zone phréatique dans la plage et les tendances sédimentaires des littoraux sableux a été proposé par Grant (1946, 1948). À partir d’observations de fluctuation de la largeur et de la pente des plages californiennes méridionales sur plusieurs années, Grant a déterminé le rôle du paramètre de position de la nappe sur le dépôt et l’érosion de l’avant-plage.

13Une nappe élevée coïncide avec des périodes d’érosion accélérée, et réciproquement, un niveau bas coïncide avec une aggradation de l’avant-plage.

14Les observations combinées de Grant (1948) et Emery et Foster (1948) ont été interprétées par Duncan (1964) pour tenter d’expliquer le comportement cyclique de balancement d’un volume sédimentaire entre le haut et le bas de l’estran lors d’un cycle de marée.

15Duncan a développé un modèle empirique reliant explicitement l’érosion et l’accrétion à l’élévation de la zone du swash due à la résurgence de la surface phréatique sur l’estran. Il a expliqué les phénomènes de balancement sédimentaire entre le sommet et le pied de l’estran en les reliant au balancement de la surface phréatique sous l’influence de la marée.

16D’autres chercheurs (Strahler, 1966, Eliot et Clarke, 1988, Nordstrom et Jackson, 1990) ont confirmé la tendance à l’érosion observée quand le point de sortie de la nappe est haut relativement à l’extension maximum du swash, et inversement.

17Les premières études proposant une manipulation artificielle de la position de la zone phréatique dans la plage à des fins de contrôle des tendances sédimentaires furent celles de Machemehl et al., (1975) et Kawata et Tsuchiya (1986). Ils testèrent en canal à houle les effets d’un filtre positionné sous la surface de la plage, relié à une pompe, et démontrèrent en conditions de houles monochromatiques à faible cambrure l’accrétion accélérée de l’avant-plage lors du pompage.

18Chappell et al (1979) puis Davis et Hanslow (1991), Davis et al, (1992) ont été les premiers à tester en grandeur nature l’efficacité du drainage sur la stabilisation d’une plage. Ces essais, menés en Australie, (Nouvelles-Galles-du-Sud et Baie de Sydney), n’ont cependant pas été concluants, pour des raisons que les auteurs attribuent à la présence de formations rythmiques (barres crescentiques et croissants de plage de grande longueur d’onde) et de courants d’arrachement relativement forts.

19Malgré ce manque de résultat, l’Institut Géotechnique Danois (DGI) dépose en 1984 un brevet concernant les implantations de Système de Gestion des Plages (Beach Management System) basé sur la stabilisation des sites par drainage gravitaire.

20Le premier prototype commercial est installé en 1984 à Thorsminde (côte ouest du Danemark), sur une plage présentant une tendance pluri-annuelle à l’érosion, avec des vitesses moyennes de -5m/an. Le système est décrit dans Ovesen et Schuldt, (1992), Vesterby, (1991, 1994). Il est déclaré opérationnel en janvier 1985, et arrêté en 1991. Entre ces deux dates, l’analyse des relevés réalisés aux points de contrôles situés au niveau et en dehors de la zone de drainage met en évidence un gain de 30m3/m sur la section drainée, alors que les plages alentour subissent une perte de 25m3/m.

21À partir de cette date, divers sites sont équipés dans le monde, ouvrant l’ère de l’exploitation commerciale du brevet. Turner (1997) a réalisé une synthèse du suivi des différents sites implantés jusqu’en 1996. Il conclut que le concept de drainage de plage est prometteur, mais que son efficacité nécessite encore une démonstration in situ. À cette fin, la poursuite des expérimentations sur les installations commerciales est encouragée.

22En France, quatre sites-tests disposés sur les trois façades maritimes sont actuellement équipés de système de drainage (dénommés « Écoplage » pour la France) : les Sables d’Olonne sur la façade Atlantique, Villers-sur-Mer sur la Manche, et les plages d’Agay et de la Garonnette en Méditerranée.

3 - Problématique

23En 2001, conscientes du coût prohibitif du maintien des plages d’Agay (Fig. 1) et de la Garonnette, les communes de Saint-Raphaël et de Sainte-Maxime (Var) commandent une étude d’impact pour l’implantation expérimentale de systèmes de drainage, destinés à pallier aux rechargements annuels de ces plages.

24En février 2004, deux de ces systèmes sont installés à titre expérimental sur ces sites-tests. Ces plages sont classées au Plan d’Occupation des Sols des communes comme « plages naturelles », mais l’érosion lente et continue à laquelle elles sont sujettes a dû être contenue jusque-là par la construction d’épis et l’endiguement de l’embouchure des fleuves côtiers Agay et Garonnette, ainsi que la réalisation de campagnes annuelles de rechargement. Ces sites sont de plus caractérisés par une forte pression anthropique imputable, d’une part, à leur situation au sein des agglomérations (plages urbaines) de Saint Raphaël et Sainte-Maxime, et d’autre part à leur fort potentiel touristique.

25Ce projet s’inscrit dans le cadre d’une politique de gestion intégrée des zones côtières : il est issu d’une volonté commune des gestionnaires du littoral (communes de Saint-Raphaël et Sainte-Maxime, Conseil Général du Var et Région PACA) de trouver une alternative « durable » aux tactiques de lutte contre l’érosion déployées jusqu’à présent (les épis construits sur les sites-tests doivent également êtres supprimés), ainsi que de mettre en place une expérimentation novatrice permettant un retour d’expérience pour les autres communes de la région.

26Ce type d’équipement n’ayant jusque-là jamais été déployé en Méditerranée française, les gestionnaires et la société détentrice du brevet ont demandé aux universités de Provence et de Toulon et du Var d’assurer un suivi des impacts de l’implantation et du fonctionnement des systèmes de drainage sur ces plages. Ce projet de recherche est mené dans deux laboratoires : le CEREGE et le LSEET.

27Cet article présente donc une synthèse des résultats obtenus sur la rade d’Agay (Lambert, 2006).

Fig. 1 - Position des sites d’études sur la côte orientale du Var.
Site location.

4 - Présentation et fonctionnement à long terme du site

4.1 - Limites spatiales et contraintes

28La rade d’Agay est située 20km à l’est de l’agglomération raphaëlloise, dans le massif de l’Estérel. La plage d’Agay présente une forme en arc de cercle caractéristique des plages de fond de baie. Elle est orientée O.-E. et donc ouverte au sud.

29Elle est limitée à l’est et à l’ouest par des formations rocheuses qui empêchent toute extension latérale et bloquent la redistribution des sables de plage. Elle s’étend sur environ 1 km de long, soit une distance de bord à bord de 825 m.

30La plage émergée est également fixée sur la totalité de la zone par des limites rigides : des bâtiments à l’ouest de l’embouchure, le mur de soutènement de la N98, qui longe la plage sur 650 m d’ouest en est, puis un escarpement rocheux doléritique à l’est. Ces éléments rigides limitent la largeur de la plage émergée, qui présente un gradient négatif d’Ouest en Est : plus de 35 m à l’ouest de l’embouchure, 2 m à l’extrémité est du site.

31Son sable provient essentiellement des apports du fleuve Agay, dont le débit actuel est relativement faible.

32Elle est affectée par un régime de houle de faible énergie (seules les houles de sud-est à sud sont morphogènes), avec un marnage inférieur à 0.4m. Il s’agit donc d’une plage micro-tidale correspondant à la catégorie « réflexive » de la classification de Wright et Short (1984). Elle ne comporte ni barres d’avant-côte ni formations rythmiques pérennes (Fig. 2). Elle est également caractérisée par un déplacement sédimentaire d’est en ouest relativement lent, mais constant (Lambert, 2006).

33La largeur de la bande occupée par les sables du prisme littoral diminue d’une extrémité à l’autre de la plage : l’extension la plus importante se situe 100 m à l’est de l’embouchure, avec plus de 160m entre le trait de côte et la limite de l’herbier, au-delà de -5 m (Fig. 3). Cette valeur diminue vers l’est, faiblement d’abord (elle est encore de 120 m au droit de l’épi du Gratadis), pour se réduire à quelques mètres au droit de la digue de l’école de voile, avec une avancée de l’herbier vers la côte. Ces valeurs très faibles se maintiennent jusqu’à l’extrémité est de la plage.

34À partir de -5m, l’herbier occupe la totalité de la surface en direction du large. La transition avec les sables des petits fonds se fait par une zone mixte, composée de mattes isolées plus ou moins dégradées. La densité d’herbier augmente vers le large, jusqu’à un recouvrement total des fonds qui s’opère à partir de -2.5 m à l’est et à l’ouest de la baie, vers -6 à -8 m au centre.

Fig. 2 - Unités morphologiques d’un profil transversal-type de la plage d’Agay
Morphological units of a cross-shore profile from the Agay beach

Fig. 2 - Unités morphologiques d’un profil transversal-type de la plage d’AgayMorphological units of a cross-shore profile from the Agay beach

(hc : profondeur de fermeture, hi : limite significative du transit cross-shore du sable par les vagues à l’échelle d’une année, Hallermeier, 1981).
(hc : depth of closure, hi : limiting depth for significant on-offshore transport of sand by waves throughout a typical year, Hallermeier,1981).

Fig. 3 - Nature superficielle des fonds de l’Agay.
Superficial composition of the shoreface.

Fig. 3 - Nature superficielle des fonds de l’Agay.Superficial composition of the shoreface.

4.2 - Une tendance à l’érosion lente.

35La plage d’Agay présente des traces d’aménagements anciens, notamment des épis construits entre 1976 et 1982, et fait l’objet de mesures annuelles de lutte contre l’érosion, principalement des rechargements et une redistribution par nivellement des stocks situés en haut de plage vers le trait de côte avant l’été. L’érosion de ce site s’inscrit donc dans une tendance longue. Cependant, les interventions régulières des municipalités ne permettent pas d’évaluer précisément cette tendance, et par là même, de statuer sur leur efficacité à long terme.

36À partir des clichés aériens pris par l’IGN depuis 1950 jusqu’à aujourd’hui (campagnes de photographies menées en moyenne tous les cinq ans, Fig. 4,5), il est possible d’obtenir une chronique des évolutions du trait de côte afin de quantifier la tendance sédimentaire « naturelle » affectant la plage d’Agay.

Fig. 4 - Plage d'Agay en 1951.
Agay beach, 1951.

Fig. 4 - Plage d'Agay en 1951.Agay beach, 1951.

Fig. 5 - Plage d'Agay en 1993.
Agay beach, 1993.

Fig. 5 - Plage d'Agay en 1993.Agay beach, 1993.

37La superposition deux à deux de photographies aériennes, prises à cinq ans d’intervalle en moyenne, permet la mise en évidence de la tendance sédimentaire de la baie entre ces deux dates. La marge d’erreur entre deux campagnes est due, d’une part, à la qualité de la rectification géométrique (polynomiale) des clichés et, d’autre part, à l’incertitude liée à l’interprétation de la position du trait de côte sur chaque photographie (Fig. 6).

38L’analyse de ces clichés permet de distinguer deux tendances

39dans l’évolution du trait de côte depuis 1950 :

40- de 1950 à 1976 (Fig. 7), l’ensemble de la plage est en érosion. Les valeurs de recul du trait de côte augmentent d’est en ouest, de -5 m à -25 m sur la rive est de l’Agay. Ces vitesses de recul, constantes sur l’ensemble de la première période, permettent donc de conclure à une tendance à l’érosion sur vingt-cinq ans, tendance exempte d’intervention anthropique directe à des fins de maintien de la plage. Cette érosion affecte surtout la partie occidentale de la plage.

41- De 1976 à 1998 (Fig. 8), cette tendance s’inverse : l’ouest et le centre de la baie présentent une avancée du trait de côte par rapport à sa position de 1976. Ces valeurs atteignent +7 m en 22 ans au centre de la baie. La tendance à l’érosion s’accentue sur l’est de la baie qui perd 2 m. Au total, l’ensemble de la plage montre une avancée moyenne de 1.5 m en 22ans, et semble donc stabilisée. Ce ralentissement de l’érosion correspond à la mise en place de politiques volontaristes d’aménagement côtier : en effet, à partir de 1976, 3000 m3 de sable sont déposés chaque année sur la plage. Ces apports sont stabilisés par la construction d’épis an centre et à l’ouest, ainsi que par l’endiguement de l’embouchure de l’Agay et la construction d’un port dans la zone à l’ouest de l’embouchure. L’impact des épis sur le transit littoral est immédiatement visible sur la Fig. 3. Durant cette seconde période, la stabilisation de la plage se fait donc au prix d’implantation d’enrochements et d’apports de sédiments extérieurs à la baie (jusqu’en 1990), dont l’impact sur l’environnement marin n’est pas connu.

42Ces actions ne parviennent cependant pas à restaurer le trait de côte à son niveau de 1951. En effet, le bilan global sur 47 ans (Fig. 9) est malgré tout négatif, avec un recul moyen de -5 m sur l’ensemble de la baie depuis 1951.

Fig. 6 : Dates de réalisation des prises de vues utilisées et marges d’erreurs pour le site d’Agay.
Dates of the aerial pictures and error margins for the Agay site.

Fig. 6 : Dates de réalisation des prises de vues utilisées et marges d’erreurs pour le site d’Agay.Dates of the aerial pictures and error margins for the Agay site.

Fig. 7 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1951 et 1976.
Shoreline evolution between 1951 and 1976.

Fig. 7 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1951 et 1976.Shoreline evolution between 1951 and 1976.

Fig. 8 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1976 et 1998.
evolution between 1976 and 1998.

Fig. 8 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1976 et 1998.evolution between 1976 and 1998.

Fig. 9 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1951 et 1998.
evolution between 1951 and 1998.

Fig. 9 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1951 et 1998.evolution between 1951 and 1998.

5 - Impacts de l’installation d’Écoplage en rade d’Agay.

43Depuis janvier 2003, un suivi topo-bathymétrique de la plage d’Agay est effectué mensuellement (excepté en été) par la réalisation de 19 profils perpendiculaires au trait de côte (Fig. 10), depuis l’arrière-plage jusqu’à une profondeur de -4.5 m. La superposition de ces profils, toujours réalisés à partir des mêmes points fixes, et sur le même azimut, permet de connaître mensuellement l’état des stocks sédimentaires de la plage et leur évolution.

44De janvier 2003 à février 2004 (date d’implantation du système Écoplage), l’image sédimentaire obtenue est conforme à la tendance mise en évidence par photo-interprétation pour la période 1976-1998 (Fig. 11) : le bilan sédimentaire global de la baie est légèrement positif, avec un gain global de 800 m3 sur la période : l’ouest de la baie est globalement en accrétion, avec un bilan sédimentaire légèrement positif. L’est de la baie est stable, à l’exception de la zone n° 12. Les pertes observées sur cette zone correspondent cependant à un prélèvement de sable de 2 000 m3 à une profondeur de 2.5m, redistribué sur l’ouest de la plage, qui bénéficie également de 1 000 m3 d’apports annuels en provenance de l’embouchure de l’Agay.

45Les gains observés à l’ouest de la baie sont donc le fait des rechargements. La stabilisation artificielle de cette zone se fait au détriment du centre de la baie : les dragages, réalisés accidentellement trop près du bord, conduisent à un affaissement généralisé de la plage sur un linéaire de 50m, au droit de la zone draguée.

46Durant cette période, l’image sédimentaire positive de la baie apparaît donc perturbée par les interventions lourdes entreprises à cet effet.

47Le système Écoplage est implanté en février 2004. Il est constitué d’un drain en PVC inerte (enfouis à -2 m NGF sous la position instantanée de l’estran) qui s’étend sur 600 m linéaires, de l’embouchure de l’Agay à la digue de l’école de voile. La granulométrie de la plage est prise en compte lors du calibrage du système par des mesures de porosité effectuées sur les différentes couches de sables situées au-dessus du drain. Ce drain se vide dans un puisard dont la hauteur d’eau est maintenue constante par pompage. L’eau de mer, filtrée par le sable de la plage au travers duquel elle a transité avant d’être recueillie par le drain, est rejetée à 50 m de la côte par une conduite sous-marine. L’écoulement gravitaire de l’eau de la nappe phréatique de la plage dans le drain n’est théoriquement pas dégradant pour le milieu. Son influence sur la nappe phréatique se traduit par un abaissement moyen de 10 cm de son niveau dans la plage.

48L’image sédimentaire obtenue à partir des profils réalisés de février 2004 à février 2005 (Fig. 12) met en évidence un bilan sédimentaire globalement positif sur l’ensemble de la baie, qui gagne 600 m3 par rapport à la période précédente. L’ensemble de la baie apparaît en accrétion, à l’exception des zones A7 et A10, dont le trait de côte recule en raison de la destruction des épis : le sédiment accumulé à l’est des épis se reporte à l’ouest. Le centre et l’est de la baie, en recul lors de la période précédente, sont stabilisés.

49L’année suivant l’installation d’Écoplage, la baie d’Agay semble donc stabilisée sans recours au rechargement, et ce malgré la destruction des aménagements préexistants et l’enfouissement du drain qui a nécessité d’ouvrir une tranchée dans la plage.

50La tendance à l’accrétion mesurée doit cependant être confirmée dans les années à venir avant de statuer sur l’efficacité à moyen terme du système.

51Si le drainage semble à l’origine d’une modification du comportement sédimentaire de la plage, les processus physiques à l’origine des gains sédimentaires observés sont encore très mal connus.

Fig. 10 - Distribution des profils et position des points de référence sur la plage d’Agay.
distribution for the Agay beach.

Fig. 10 - Distribution des profils et position des points de référence sur la plage d’Agay.distribution for the Agay beach.

Fig. 11 - Bilan sédimentaire annuel de la plage d’Agay avant l’installation d’Écoplage.
Annual sedimentary assessment for the Agay beach before the Ecoplage installation.

Fig. 11 - Bilan sédimentaire annuel de la plage d’Agay avant l’installation d’Écoplage.Annual sedimentary assessment for the Agay beach before the Ecoplage installation.

Fig. 12 - Bilan sédimentaire annuel de la plage d’Agay après l’installation d’Écoplage.
Annual sedimentary assessment for the Agay beach after the Ecoplage installation.

Fig. 12 - Bilan sédimentaire annuel de la plage d’Agay après l’installation d’Écoplage.Annual sedimentary assessment for the Agay beach after the Ecoplage installation.

6 - Action instantanée du drainage de plage sur la position du trait de côte

52Afin de mieux cerner l’origine des impacts d’Écoplage, plusieurs campagnes d’investigation du comportement de la nappe phréatique de plage sous contrainte de drainage ont été menées.

53Les résultats présentés correspondent à ceux de la campagne de mesure réalisée du 18 au 21 janvier 2005, dont le but est de mesurer l’influence du drainage sur le niveau de la nappe de plage et le comportement sédimentaire de l’estran. Les mesures sont donc réalisées sur une surface rectangulaire de plage de 1350m2 s’étendant du mur de soutènement de la N98 à -1.5 m de fond.

54À cet effet, une ligne de 6 capteurs de pression a été implantée dans la plage, perpendiculairement au trait de côte, afin de mesurer les mouvements de la nappe de plage de la base de l’estran au centre de la plage émergée (Fig. 13). Un houlographe à effet Doppler a également été positionné à l’entrée de la baie (-25 m). Il fournit les caractéristiques de houle et de marée à des fins de comparaison.

55La morphologie de la plage est évaluée par la réalisation de Modèles Numériques de Terrain haute résolution quatre fois par jour, durant trois jours. Dix MNT haute résolution sont réalisés du 19/01 au 21/01, sur une zone rectangulaire de l’ouest de la plage allant de l’arrière plage à -1.8 m de fond (Fig. 14). Cette résolution très fine permet en théorie de saisir les évolutions des micro-reliefs sableux, donc de permettre des comparaisons à échelle de temps très courte.

56Afin de saisir l’impact du drainage sur la nappe de plage, le système est arrêté du 19/01/05 à 13h40 au 20/01/05, 12h15, heure locale.

Fig. 13 - Distribution des capteurs de pression (CP) sur le profil A7 et positions de la nappe de plage le 20/01/05 entre 12h et 13h.
Pressure sensors distribution (CP) on the A7 profile and watertable position, 20/01/05 from 12AM to 1PM.

Fig. 13 - Distribution des capteurs de pression (CP) sur le profil A7 et positions de la nappe de plage le 20/01/05 entre 12h et 13h.Pressure sensors distribution (CP) on the A7 profile and watertable position, 20/01/05 from 12AM to 1PM.

Fig. 14 - Situation et emprise des MNT.
Situation and extension of the DEM’s area.

Fig. 14 - Situation et emprise des MNT.Situation and extension of the DEM’s area.

6.1 - Drainage et position de la nappe

57L’observation des enregistrements des capteurs de pression met en évidence l’effet instantané du drainage sur la nappe de plage : lors de l’arrêt du pompage (Fig. 15) après plusieurs mois de fonctionnement ininterrompu, on observe une élévation très rapide (5mn) du niveau de la nappe (10 cm) pour l’ensemble des capteurs.

58Les pompes sont remises en marche 24 heures après leur arrêt (Fig. 16). L’influence sur la nappe est à nouveau instantanée : elle est rabattue de manière synchrone entre tous les capteurs en 2.5minutes. Le rabattement n’est cependant pas homogène : ses valeurs décroissent du haut de plage vers la mer, mais elles vont cependant évoluer à la baisse durant encore 24 heures, jusqu’à leur stabilisation à environ 10 cm sous les valeurs mesurées durant l’arrêt du pompage. Cette latence est due à un effet « d’éponge » : l’eau contenue dans la plage ne se vide pas instantanément dans le drain, il faut environ 24 heures pour que le niveau de rabattement s’homogénéise sur toute la largeur de la plage.

Fig. 15 - Signature de l’arrêt du drainage sur les enregistrements de pression le 19/01/05 à 12h35. L’échelle verticale n’est pas rapportée au NGF afin de distinguer les séries.
Signature of the dewatering stop over pressure times series, 19/01/05, 00h35 AM. Vertical scale is not related to the french elevation datum (NGF) for legibility.

Fig. 15 - Signature de l’arrêt du drainage sur les enregistrements de pression le 19/01/05 à 12h35. L’échelle verticale n’est pas rapportée au NGF afin de distinguer les séries.Signature of the dewatering stop over pressure times series, 19/01/05, 00h35 AM. Vertical scale is not related to the french elevation datum (NGF) for legibility.

Fig. 16 - Signature de la reprise du drainage sur les enregistrements de pression 20/01/05 à 13h05. L’échelle verticale n’est pas rapportée au NGF afin de distinguer les séries.
Signature of the dewatering stop over pressure times series, 20/01/05, 1h05AM. Vertical scale is not related to the french elevation datum (NGF) for legibility.

Fig. 16 - Signature de la reprise du drainage sur les enregistrements de pression 20/01/05 à 13h05. L’échelle verticale n’est pas rapportée au NGF afin de distinguer les séries.Signature of the dewatering stop over pressure times series, 20/01/05, 1h05AM. Vertical scale is not related to the french elevation datum (NGF) for legibility.

6.2. Relation entre position de la nappe et mobilité morphologique de la plage

59La superposition des MNT réalisés une heure avant et 24 heures après l’arrêt des pompes (Fig 17) met en évidence une diminution très nette (-10 cm) de l’altitude de l’estran, avec un maximum à l’ouest de la zone (-30 cm). Cette érosion du sommet et du milieu de l’estran se traduit horizontalement par un recul du trait de cote (assimilé à la position du zéro NGF) d’environ deux mètres. Elle s’accompagne d’un dépôt de sable au niveau du talus pré-littoral. Ce dernier avance vers le large et gagne sur les petits fonds.

60La comparaison des MNT réalisés 24 heures après l’arrêt des pompes et 24 heures après la reprise du drainage (Fig 18) laisse apparaître un comportement inverse : la zone de l’estran présente une accrétion verticale d’un quinzaine de centimètres, alors que le talus pré-littoral est érodé durant cette période. Cela se traduit par une avancée d’environ un mètre à un mètre cinquante du trait de côte vers le large.

61L’arrêt du drainage correspond donc à un recul du trait de côte par l’érosion d’une lentille sableuse au niveau du sommet et du milieu de l’estran. Le sable issu de cette zone se dépose en mer à faible profondeur.

62Inversement, la reprise du drainage correspond à une avancée du trait côte, qui correspond à un gain sédimentaire au niveau de l’estran. Ce dernier fixe le matériel sédimentaire en provenance des petits fonds.

63Ces mesures démontrent la relation existant entre le niveau de la nappe de plage et la position du trait de côte : un rabattement de 10 cm de la nappe de plage au niveau de l’estran par rapport au niveau marin instantané correspond à une accrétion verticale d’une dizaine de centimètres de la basse plage. En fonction de la pente de cette dernière, l’accrétion verticale se traduit par une avancée proportionnelle du trait de côte. Il existe donc bien une relation physique entre rabattement de la nappe et position du trait de côte.

64Ces conclusions ont cependant été obtenues sur une période de temps relativement homogène du point de vue des dynamiques marines : la hauteur significative des houles enregistrées à l’entrée de la baie est comprise entre 0.4 et 0.8 m sur les 4 jours de mesures, le marnage étant quand à lui inférieur à 0.25 m. Ces résultats correspondent donc à des conditions de beau temps. Ce type de temps représente néanmoins le climat standard affectant la plage d’Agay. La topographie et la bathymétrie de la rade sont en effet à l’origine de coefficients de réfraction très faibles au niveau de la plage pour les secteurs de houles dominants en fréquence comme en intensité. Ce dernier point explique la nature réflexive de la plage (Lambert, 2006).

Fig. 17 - Différence d’altitude 24h après l’arrêt des pompes.
Elevation difference 24h after the drainage stop.

Fig. 17 - Différence d’altitude 24h après l’arrêt des pompes.Elevation difference 24h after the drainage stop.

Fig. 18 - Différence d’altitude 24h après le redémarrage des pompes (reprise du drainage).
Elevation difference 24h after the drainage restart.

Fig. 18 - Différence d’altitude 24h après le redémarrage des pompes (reprise du drainage).Elevation difference 24h after the drainage restart.

7 - Conclusion

65Durant sa première année de fonctionnement, le système de drainage implanté sur la rade d’Agay a démontré son aptitude à remplacer efficacement les enrochements destinés à stabiliser le trait de côte, ainsi que les rechargement associés, dans un contexte naturel d’érosion lente du site.

66Les résultats obtenus lors de l’investigation physique du fonctionnement du système mettent en évidence l’origine de son action : ils démontrent l’effet du rabattement de la nappe sur la stabilisation de la plage.

67D’un point de vue physique, ce système semble donc susceptible de remplacer avantageusement les politiques de gestion « dures » du trait de côte sur les plages réflexives affectées d’une tendance à l’érosion lente, sans déplacement saisonnier de forte amplitude de la position du trait de côte. La poursuite du suivi des sites-tests d’Agay et de la Garronette reste cependant nécessaire durant quelques années encore avant de statuer sur l’efficacité à long terme de ce procédé, dont on ne dispose que de très peu de données sur des périodes supérieures à 2 ans (Turner et Leatherman, 1997).

68Sur le plan financier, l’implantation d’Écoplage revient à 710200 Euros hors taxe (coût travaux hors études de faisabilité, d’impact et suivis scientifiques) pour la plage d’Agay. Ce chiffre important est à mettre en rapport avec les faibles coûts d’entretien qu’il génère (5 000 à 6 000 € an) en comparaison des opérations de rechargements (80 000 à120 000 €/an),égalementtrèsonéreuses(chiffres Municipalité de Saint-Raphaël). Si l’expérience se révèle positive à long terme (pas d’autres interventions nécessaires à la stabilisation de la plage), ce système permettra donc des économies sur les budgets d’entretien des plages.

Top of page

Bibliography

Certain R., (2002), Morphodynamique d’une côte sableuse micro-tidale à barres : le golfe du Lion (Languedoc-Rousillon), Thèse, Université de Perpignan, France, p. 189.

Chappell J., Eliot Lg., Bradshaw m.-P. and Lonsdale E., (1979), Experimental control of beach face dynamics by watertable pumping, Engineering geology, 14, p. 29-41.

Davi G.-A., Hanslow D.-J., Hibbert K and Nielsen p., (1992), Gravity drainage: a new method of beach stabilisation through drainage of the watertable, Proceedings International Conference On Coastal Engineering, p. 1129-1141.

Davis G.-A., Hanslow D.-J., (1991), Beach Stabilisation By Drainage Of The Watertable, Proceedings of The 10th Australasian Conference On Coastal And Ocean Engineering.

Duncan J.-R, (1964), The Effects Of Watertable And Tide Cycle On Swash-Backwash Sediment Distribution And Beach Profile Development, Marine Geology, 2, p. 186-197.

Durand p., (1998), Cinématique d’un littoral sableux à partir de photographies aériennes et de cartes topographiques. Exemple du littoral d’Argelès plage à Saint Cyprien (Roussillon, France), Géomorphologie : relief, processus, environnement, 2, p. 155-166.

Eliot L.-G., Clarke D.J., (1988), Semi Diurnal Variation In Beach Face Aggradation And Degradation, Marine Geology, 79, p. 1-22.

Emery K., Foster J.-F., (1948), Water Tables In Marine Beaches, Journal of Marine Research, 7, p. 644-654.

Grant U.-S., (1946), Effect Of Ground-Water Table On Beach Erosion Abstract, The Bulletin of The Geological Society of America, 57, p. 1252.

Grant U.-S., (1948), Influence of the water table on beach aggradation and degradation, Journal of Marine Research 7, p. 65‑660.

Hallermeier R.-J., (1981), A profile zonation for seasonal sand beaches from wave Climate, Coastal Engineering, 4, p. 253-277.

Kawata Y., Tsuchiya Y., (1986), Applicability Of Sub-Sand Filter System To Beach Erosion Control, Proceedings 20th International Conference On Coastal Engineering, p. 189-190.

Lambert A., (2006), Protection durable du littoral varois : fonctionnement hydrosédimentaire de plages micro-tidales équipées de systèmes de drainage, Thèse, Université Aix-Marseille I, France, p. 375.

Machemehl J.-L., French T.-J. and Huang N.-E., (1975), New Method For Beach Erosion Control. Proceedings: Engineering In The Oceans, American Society Of Civil Engineers Specialty Conference, p. 142-160.

Nordstrom K.-F., Jackson N.-L., (1990), Migration of swash zone, step and microtopographic features during tidal cycles on an estuarine beach, Delaware Bay, New Jersey, USA. Marine Geology 92, p. 147-154.

Sabatier F., (2001), Fonctionnement et dynamiques morpho-sédimentaires du littoral du Delta du Rhône, Thèse, Université Aix-Marseille III, France, p. 273.

Samat S., (2007), Impact des aménagements en enrochement sur la morphogenèse côtière : quelques cas dans le Golfe du Lion, Thèse, Université Aix-Marseille III, France, p. 341.

Suanez S., (1997), Dynamiques sédimentaires récentes et actuelles de la frange littorale du delta du Rhône, Thèse, Université Aix-Marseille III, France, p. 284.

Institut national des côtes et de la mer des Pays-Bas (RIKZ), Union européenne pour la protection du littoral (EUCC), IGN France International, Université autonome de Barcelone (UAB), Bureau de Recherche Géologiques et Minières (BRGM), Institut français de l’environnement (IFEN), EADS Systems & Defence Electronics, 2004. Vivre avec l’érosion côtière en Europe : Espaces et sédiments pour un développement durable - Bilans et recommandations du projet EUROSION, Service contract B4-3301/2001/329175/MAR/B3, Direction générale de l’Environnement, Commission Européenne, 60 p.

Ovesen N.K., Schuldt J.C., (1992), Beach Management System-Documentation, Summary Report. Danish Geotechnical Institute, 20 p.

Strahler An., (1966), Tidal Cycle of Changes in an Equilibrium Beach, Sandy Hook, New Jersey. Journal of Geology, 74, p. 247‑268.

Turner I.L., Leathermann S.P., (1997), Beach dewatering as a “soft” engineering solution to coastal erosion – A history and critical review, Journal of Coastal Research 13 (4), p. 1050-1063.

UK-CHM, (1999), Soft engineering techniques for high and low energy coasts, UN-CBD report, 49 p.

Vesterby H., (1991), Coastal Drain System: A New Approach to Coastal Restoration, Proceedings Geo-Coast ‘91, p. 651-654.

Vesterby H., (1994), Beach Face Dewatering-The European Experience. Alternative Technologies In Beach Preservation, Proceedings of The 1994 National Conference On Beach Preservation Technology, 53-B8.

Wright L.D., Short A. D., (1984), Morphodynamic variability of beaches and surf zones, a synthesis, Marine Geology, 56, p. 92‑118.

Top of page

List of illustrations

URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-1.jpg
File image/jpeg, 64k
Title Fig. 2 - Unités morphologiques d’un profil transversal-type de la plage d’AgayMorphological units of a cross-shore profile from the Agay beach
Caption (hc : profondeur de fermeture, hi : limite significative du transit cross-shore du sable par les vagues à l’échelle d’une année, Hallermeier, 1981).(hc : depth of closure, hi : limiting depth for significant on-offshore transport of sand by waves throughout a typical year, Hallermeier,1981).
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-2.png
File image/png, 19k
Title Fig. 3 - Nature superficielle des fonds de l’Agay.Superficial composition of the shoreface.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-3.jpg
File image/jpeg, 72k
Title Fig. 4 - Plage d'Agay en 1951.Agay beach, 1951.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-4.jpg
File image/jpeg, 52k
Title Fig. 5 - Plage d'Agay en 1993.Agay beach, 1993.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-5.jpg
File image/jpeg, 48k
Title Fig. 6 : Dates de réalisation des prises de vues utilisées et marges d’erreurs pour le site d’Agay.Dates of the aerial pictures and error margins for the Agay site.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-6.jpg
File image/jpeg, 36k
Title Fig. 7 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1951 et 1976.Shoreline evolution between 1951 and 1976.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-7.png
File image/png, 14k
Title Fig. 8 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1976 et 1998.evolution between 1976 and 1998.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-8.png
File image/png, 17k
Title Fig. 9 - Évolution du trait de côte de la plage d’Agay entre 1951 et 1998.evolution between 1951 and 1998.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-9.png
File image/png, 14k
Title Fig. 10 - Distribution des profils et position des points de référence sur la plage d’Agay.distribution for the Agay beach.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-10.jpg
File image/jpeg, 40k
Title Fig. 11 - Bilan sédimentaire annuel de la plage d’Agay avant l’installation d’Écoplage.Annual sedimentary assessment for the Agay beach before the Ecoplage installation.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-11.png
File image/png, 12k
Title Fig. 12 - Bilan sédimentaire annuel de la plage d’Agay après l’installation d’Écoplage.Annual sedimentary assessment for the Agay beach after the Ecoplage installation.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-12.png
File image/png, 8.5k
Title Fig. 13 - Distribution des capteurs de pression (CP) sur le profil A7 et positions de la nappe de plage le 20/01/05 entre 12h et 13h.Pressure sensors distribution (CP) on the A7 profile and watertable position, 20/01/05 from 12AM to 1PM.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-13.png
File image/png, 12k
Title Fig. 14 - Situation et emprise des MNT.Situation and extension of the DEM’s area.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-14.jpg
File image/jpeg, 64k
Title Fig. 15 - Signature de l’arrêt du drainage sur les enregistrements de pression le 19/01/05 à 12h35. L’échelle verticale n’est pas rapportée au NGF afin de distinguer les séries.Signature of the dewatering stop over pressure times series, 19/01/05, 00h35 AM. Vertical scale is not related to the french elevation datum (NGF) for legibility.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-15.png
File image/png, 37k
Title Fig. 16 - Signature de la reprise du drainage sur les enregistrements de pression 20/01/05 à 13h05. L’échelle verticale n’est pas rapportée au NGF afin de distinguer les séries.Signature of the dewatering stop over pressure times series, 20/01/05, 1h05AM. Vertical scale is not related to the french elevation datum (NGF) for legibility.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-16.png
File image/png, 35k
Title Fig. 17 - Différence d’altitude 24h après l’arrêt des pompes.Elevation difference 24h after the drainage stop.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-17.jpg
File image/jpeg, 36k
Title Fig. 18 - Différence d’altitude 24h après le redémarrage des pompes (reprise du drainage).Elevation difference 24h after the drainage restart.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/184/img-18.jpg
File image/jpeg, 37k
Top of page

References

Electronic reference

Adrien Lambert, Vincent Rey, Mireille Provansal, Olivier Samat and François Sabatier, « Lutte contre l’érosion littorale : efficacité des méthodes de stabilisation par drainage de plage, le cas de la baie d’Agay, Var », Méditerranée [Online], 108 | 2007, Online since 01 January 2009, connection on 24 September 2017. URL : http://mediterranee.revues.org/184 ; DOI : 10.4000/mediterranee.184

Top of page

About the authors

Adrien Lambert

Université de Provence - CEREGE UMR 6635 CNRS - Aix-en-Provence, France - lambert@cerege.fr

By this author

Vincent Rey

Université de Toulon La Valette – ISITV - Toulon, France - rey@univ-tln.fr

Mireille Provansal

Université de Provence - CEREGE UMR 6635 CNRS - Aix-en-Provence, France - provansal@cerege.fr

By this author

Olivier Samat

Université de Provence - CEREGE UMR 6635 CNRS - Aix-en-Provence, France - samat@cerege.fr

By this author

François Sabatier

Université de Provence - CEREGE UMR 6635 CNRS - Aix-en-Provence, France - sabatier@cerege.fr

By this author

Top of page

Copyright

Tous droits réservés

Top of page