Une recherche doctorale renforce la résilience climatique des îles artificielles des Émirats arabes unis à Sorbonne Université Abu Dhabi

Dans les salles historiques de la Sorbonne, l'un des plus anciens et des plus prestigieux hauts lieux de l'enseignement supérieur au monde, le doctorant Walid Mekni a soutenu avec succès sa thèse de doctorat le 24 juin 2026, devant un jury international de professeurs et de chercheurs distingués. Cette soutenance marque l'aboutissement d'un parcours scientifique entamé en octobre 2022, soit près de quatre années de recherche pluridisciplinaire consacrées à l'un des défis environnementaux et techniques les plus importants de la région du Golfe.

Menée au sein de l'École doctorale de Géographie de Paris (ED434), cette recherche doctorale a été dirigée par le professeur Kosmas Pavlopoulos, directeur de thèse. La soutenance a été présidée par le professeur Denis Mercier, président du jury, qui a conduit l'évaluation scientifique de la thèse. Le jury a également compté, en participation à distance, la professeure Maria Menegaki de l'Université technique nationale d'Athènes (NTUA), en Grèce, illustrant le caractère international de cette évaluation doctorale. La soutenance a par ailleurs été honorée de la présence du professeur Nader Masmoudi, mathématicien de renommée internationale, professeur à l'Université de New York et lauréat du prestigieux prix Fermat, venu y assister en qualité d'invité d'honneur. 

Intitulée « Résilience géotechnique des îles artificielles aux Émirats arabes unis face au changement climatique : projections à long terme et perspectives de surveillance », la thèse de Walid Mekni constitue l'une des études les plus complètes jamais menées sur l'interaction entre le changement climatique projeté et les sables calcaires remblayés qui forment le socle des îles artificielles. Plutôt que d'examiner des phénomènes techniques isolés, l'étude associe géographie, génie géotechnique, sciences de l'environnement et technologies d'observation de la Terre au sein d'un cadre scientifique unifié, capable d'évaluer comment les conditions environnementales futures pourraient, progressivement, influencer les infrastructures côtières remblayées au cours des prochaines décennies. 

« Les niveaux de dégradation à long terme les plus élevés se concentrent près des limites côtières exposées, tandis que le cœur intérieur de l'île demeure relativement protégé. » 

Une recherche portée par une collaboration scientifique internationale

Cette recherche doctorale s'est appuyée sur une collaboration scientifique internationale réunissant la Sorbonne, l'Université Sorbonne Abou Dabi, l'Université de New York à Abou Dabi, l'Institut de recherche SAFIR de l'Université Sorbonne Abou Dabi, le laboratoire de recherche Médiations – Sciences des lieux, sciences des liens à Paris, ainsi que le SHORES Center de l'Université de New York à Abou Dabi. En réunissant des expertises en géographie, en génie géotechnique, en dynamique côtière, en sciences de l'environnement, en télédétection satellitaire, en modélisation physique et en simulation numérique, cette collaboration témoigne de l'importance croissante des partenariats interdisciplinaires face aux défis techniques posés par le changement climatique. 

Cette collaboration a permis d'intégrer des capacités scientifiques complémentaires, depuis l'expérimentation avancée en laboratoire et la modélisation géotechnique à grande échelle par centrifugeuse, jusqu'à l'observation satellitaire de la Terre, la surveillance environnementale et l'analyse numérique prédictive, établissant ainsi un cadre pluridisciplinaire au service d'un aménagement côtier fondé sur des données probantes et d'une résilience durable des infrastructures. 

Une recherche soutenue par la mission copernicus de l'esa et l'institut SAFIR

Le soutien scientifique international obtenu au cours du programme doctoral constitue une étape marquante de ce projet. La recherche a bénéficié d'un financement de l'Institut de recherche SAFIR de l'Université Sorbonne Abou Dabi, soutenant des volets essentiels des travaux expérimentaux et numériques menés tout au long de l'étude. 

La recherche a également bénéficié du soutien de l'Agence spatiale européenne (ESA), via le programme Network of Resources (NoR) en appui à la mission d'observation de la Terre Copernicus, offrant un accès à des ressources satellitaires avancées qui ont constitué un élément fondamental des travaux de télédétection. L'intégration des observations satellitaires de Copernicus a considérablement renforcé la méthodologie de surveillance InSAR développée au cours de cette recherche doctorale et a contribué au cadre de surveillance à long terme proposé pour les îles artificialness. 

Les îles artificielles sont devenues des symboles mondialement reconnus de l'excellence technique, de la diversification économique et de la vision d'aménagement côtier des Émirats arabes unis. Des aménagements côtiers de renommée mondiale aux ensembles résidentiels stratégiques, en passant par les destinations touristiques et les infrastructures essentielles, les îles remblayées contribuent de manière significative à la croissance économique du pays et à sa stratégie de développement à long terme. Face à l'accélération du changement climatique, garantir la résilience de ces aménagements est cependant devenu une priorité scientifique toujours plus pressante. 

La résilience des îles artificielles revêt également une dimension stratégique pour le secteur de l'énergie. Une part importante des infrastructures côtières et offshore soutenant la production de pétrole et de gaz dans la région repose sur la stabilité structurelle des terres remblayées ; protéger ces îles contre la dégradation liée au climat revient ainsi, en substance, à garantir la continuité et la sécurité de la production énergétique. 

Pour relever ce défi, Walid Mekni a combiné des investigations avancées en laboratoire, une modélisation physique par centrifugeuse géotechnique, des simulations numériques par éléments finis et une surveillance satellitaire InSAR, au sein d'une méthodologie scientifique unique et intégrée. Les observations de laboratoire ont été étayées par des modèles techniques sophistiqués et validées par des technologies d'observation de la Terre, permettant une compréhension globale tant des conditions actuelles que des projections futures. 

L'un des résultats les plus marquants de cette recherche remet en question une hypothèse technique de longue date sur le comportement futur des îles remblayées. Plutôt qu'une dégradation uniforme de l'ensemble de la masse remblayée, l'étude démontre que l'altération induite par le climat suit une signature géographique précise. Cette découverte offre une compréhension plus fine du risque géotechnique lié au climat et établit une base scientifique pour des stratégies de surveillance ciblées, plutôt qu'une intervention uniforme sur l'ensemble des aménagements remblayés. 

Au-delà de l'identification des risques futurs, cette recherche doctorale propose un cadre de surveillance intégré, centré sur le concept de jumeau numérique pour les îles artificielles. Ce cadre associe observations satellitaires, investigations en laboratoire, mesures de terrain et modèles techniques prédictifs au sein d'une plateforme d'aide à la décision actualisée en continu, capable de suivre la performance des infrastructures tout au long de leur durée de vie opérationnelle. 

Perspectives de recherche future

S'appuyant sur les résultats de cette thèse, plusieurs pistes de recherche restent ouvertes pour renforcer davantage la résilience des îles carbonatées, qu'elles soient artificielles ou naturelles. Parmi celles-ci figurent l'étude de la réponse à long terme des îles carbonatées naturelles à l'acidification des océans, en tenant compte de la dynamique des lentilles d'eau douce, des processus d'érosion et de l'élévation du niveau de la mer ; l'évaluation de l'impact potentiel de l'acidification océanique sur les masses d'eau douce telles que les barrages, y compris les risques pesant sur leur stabilité ; ainsi que le développement de modèles couplés hydro-géochimiques et géotechniques capables de prédire l'étendue spatiale et la profondeur de la carbonatation sous différents scénarios climatiques futurs. Il est également recommandé d'approfondir la recherche sur les matériaux naturels ou additifs susceptibles de renforcer la capacité tampon du sable calcaire face à l'acidification, ainsi que de valider les modèles prédictifs au moyen d'expérimentations physiques à grande échelle et de programmes intégrés de surveillance de terrain combinant données géotechniques, environnementales et de télédétection. Ensemble, ces orientations tracent la voie vers une planification des infrastructures côtières plus complète et plus résiliente face au changement climatique. 

La soutenance réussie de Walid Mekni représente ainsi bien plus qu'une réussite académique individuelle. Menée sous la direction du professeur Kosmas Pavlopoulos, évaluée par un jury international présidé par le professeur Denis Mercier, et enrichie par la participation de chercheurs reconnus à l'échelle internationale, dont la professeure Maria Menegaki et le professeur Zoubeir Lafhaj, cette recherche illustre le renforcement de la collaboration scientifique entre universités et instituts de recherche de renommée mondiale. En intégrant géographie, ingénierie et technologies d'observation de la Terre au sein d'un même cadre pluridisciplinaire, cette thèse apporte des connaissances nouvelles susceptibles de contribuer à la résilience future des îles artificielles, en soutenant une planification directrice fondée sur des données probantes et des stratégies de surveillance à long terme pour les infrastructures côtières stratégiques des Émirats arabes unis et au-delà. 

Le procès-verbal officiel de soutenance souligne l'excellente qualité scientifique de la présentation orale, saluant sa grande clarté pédagogique ainsi que la cohérence de la démarche scientifique, depuis l'observation satellitaire des îles artificielles jusqu'aux investigations en laboratoire, à la modélisation physique et numérique. À l'issue d'une très courte délibération, le jury international a félicité à l'unanimité Walid Mekni pour la rigueur de son travail, son excellente maîtrise du sujet, la qualité de ses réponses aux questions du jury ainsi que l'étendue de sa culture scientifique. La thèse a été admise avec uniquement des corrections mineures avant son dépôt définitif.