ORRM | Observatoire Régional des Risques Majeurs en Provence-Alpes-Côte d’Azur
Observatoire Régional des Risques Majeurs en Provence-Alpes-Côte d’Azur

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Les submersions marines

Les submersions marines impactent fréquemment les littoraux avec parfois des dégâts humains et économiques considérables (Xynthia). En région PACA, ils affectent régulièrement les points bas du littoral, en particulier la Camargue (1982, 1997), le tombolo de Giens (1994, 2003) et le littoral des Alpes-Maritimes en particulier entre Antibes et Nice (2010, 2011). L’élévation du niveau de ma mer en lien avec le réchauffement climatique, va aggraver la récurrence de ces phénomènes au cours du prochain siècle.

Qu’est-ce que la submersion marine ?

La submersion marine est une inondation temporaire de la zone côtière par la mer dans des conditions météorologiques et marégraphiques sévères. Les submersions envahissent généralement les terrains situés en dessous du niveau des plus hautes mers mais atteignent aussi parfois des altitudes supérieures si des projections d’eaux marines franchissent des ouvrages de protection et/ou la crête des cordons littoraux.
Elles peuvent se produire lorsqu’il y a :
  • rupture d’un cordon sédimentaire (plage, dunes, cordon de galets) suite à une forte érosion ;
  • débordement ou rupture de digues et d'ouvrages de protection ;
  • franchissements exceptionnels de ces ouvrages par des « paquets de mer ».

Typologie des submersions marines : franchissements, débordement, rupture d’ouvrage. (BRGM)

 

Les franchissements des ouvrages par les paquets de mer peuvent s’accompagner sur les plages de galets de projections en arrière plage de volumes très importants de galets ayant un fort impact destructif.

Quels processus physiques ?

Les processus physiques mis en jeu lors des phénomènes de tempêtes sont liés principalement à l’action de la pression atmosphérique et du vent sur le plan d’eau :

  • la chute de la pression atmosphérique entraine une surélévation du niveau du plan d’eau. C’est le phénomène de baromètre inverse.
  • le vent a un double effet sur le plan d’eau :
  • il est à l’origine de l’agitation du plan d’eau et de la formation des vagues dont les caractéristiques, hauteur, période, secteur de provenance, sont directement liées à celles du vent et au fetch[1] du bassin maritime ;
  • il exerce une contrainte à la surface de l’eau en générant une modification du niveau du plan d’eau statique (surcote ou décote) et des courants ;
  • les vagues, générées au large par le vent, se propagent vers la côte et déferlent. Elles transfèrent alors leur énergie sur la colonne d’eau, ce qui provoque une surélévation moyenne du niveau de la mer (le « wave set-up », ou set-up, ou surcote liée aux vagues) pouvant s’élever à plusieurs dizaines de centimètres ;
  • la marée, peu importante dans le contexte méditerranéen, avec un marnage pouvant atteindre environ 0,5 m au maximum, se cumule en période de tempête à la surcote, favorisant ainsi la pénétration des eaux marines sur les terres émergées.
  • Le phénomène de « surcote atmosphérique » ou « surcote de tempête » est l’addition de l’effet baromètre inverse et de l’élévation du niveau du plan d’eau sous l’effet du vent. Ainsi, lors d’une tempête, le niveau moyen de la mer résulte de l’addition de la  surcote atmosphérique et du set-up.
  • Le niveau maximal atteint par la mer est défini en tenant compte du « jet-de-rive » (swash). On appelle run-up, l’altitude maximale atteint par le jet-de-rive sur la côte.

Processus physiques en action lors d’une tempête : agitation et surélévation du plan d‘eau (BRGM).

 

C’est la détermination de l’ensemble de ces composantes (marée, surcote, set-up, run-up), et leur addition qui permet de calculer les niveaux de référence du niveau marin pour la caractérisation d’un aléa « submersion marine » pour une période de retour et une échéance donnée.
Les méthodologies de caractérisation de l’aléa différent en fonction de la typologie des phénomènes de submersion marine, de l’emprise de la zone d’étude, et du niveau de résolution attendu au niveau cartographique.
 

[1] Fetch : distance en mer ou sur un plan d'eau au-dessus de laquelle souffle un vent donné sans rencontrer d'obstacle.