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Les submersions marines

L’aléa submersion marine est la probabilité d’occurrence d’inondation par la mer de la zone côtière. Le niveau d’intensité des vagues, le niveau marin, l’élévation attendue de celui-ci avec le changement climatique, sont les forçages principaux à déterminer pour son évaluation.

Le principe général ?

L’évaluation de l’aléa submersion marine sur un territoire est une démarche de détermination de l’exposition des zones littorales, généralement des côtes basses sableuses, à un évènement de submersion se produisant lors d’une tempête d’origine marine, avec une forte agitation du plan d’eau. Cet évènement est défini par ses caractéristiques propres (caractéristiques de la houle, hauteur, période, longueur d’onde, vitesses des vents, niveau de la marée, etc…) et par sa probabilité d’occurrence (période de retour).

Les valeurs de ces différents paramètres sont déterminées par des analyses statistiques des différents forçages en fonction des données disponibles, en particulier les séries temporelles des vagues.

 

Prise en compte du changement climatique

Pour évaluer l’aléa submersion marine dans une situation future, la cote altimétrique du niveau marin moyen actuel est surélevée d’une composante «élévation future du niveau marin », liée au réchauffement climatique global, dont l’amplitude varie en fonction de l’échéance retenue et les différentes hypothèses de vitesse de remontée du niveau marin.

Principe d’évaluation du niveau marin de référence actuel et à échéance 2100 pris en compte dans les Plans de Prévention des Risques Littoraux et la Directive Inondation (MEDDE).

Au niveau national, en raison de la dynamique importante des recherches portants sur ce sujet, l’ONERC[1] (MEDDE) a publiée en 2010 une synthèse des études issues du 4ème rapport du GIEC[2] (2007) pour établir des scénarios d’élévation du niveau de la mer à différentes échéances temporelles, dans l’objectif de fournir une doctrine aux différentes politiques publiques. Ainsi, l’hypothèse de la valeur de remontée du niveau marin dans le cas d’un scénario « pessimistes », est retenue, soit +0.60 m en 2100. Pour une évaluation de de l’aléa pour la période actuelle, une valeur forfaitaire de +0.20 cm est prise en compte pour qualifier l’incertitude des mesures et des données et des projections.

Ce sont ces valeurs qui sont utilisées pour l’évaluation des aléas submersion marine dans les Plans de Prévention des Risques Littoraux (PPRL) pour les cartographies des aléas à échéance 2100 (MEDDE, 2014).

 

Les différentes méthodes d’évaluation de l’aléa ?

Projection cartographique de l’aléa submersion sur les zones terrestres

Une fois le niveau de référence déterminé pour un secteur littoral, ce niveau est comparé à la topographie locale, et les zones situées en-dessous du niveau de référence sont alors considérées comme inondables par submersion marine. Les ouvrages sont donc intrinsèquement considérés comme défaillants.

Cette projection à l’infini de la submersion marine ne tient pas compte des processus dynamiques de propagation des écoulements et des effets des ouvrages qui peuvent les contrôler, mais elle présente l’avantage de pouvoir être employée sur de larges territoires.

Cette méthodologie a été employée pour l’établissement des cartographies de l’aléa submersion marine sur les Territoires à Risques d’Inondation (TRI) en zone côtière définis lors de l’application de la Directive Inondation établie par les services de l’Etat.

 

Zoom sur la Directive inondation et les cartes des Territoires à Risques d’Inondation (TRI)

 

http://www.rhone-mediterranee.eaufrance.fr/gestion/inondations/cartes/

 

La modélisation haute-résolution ?

Sur des territoires d’ampleur plus restreinte, des méthodes de modélisation numérique à haute-résolution (1-2 m) peuvent être mises en place. Il s’agit dans ce cas de simuler au cours de la durée d’une tempête, la propagation de la submersion sur les surfaces terrestres, de manière dynamique (vague-à-vague).

Cette méthode, très couteuse en temps de calcul, permet de mieux définir les zones qui seront affectés par la mer et de mieux contraindre leur extension en prenant les effets des éléments du bâti et de l’occupation du sol sur la propagation des écoulements. Elle nécessite en revanche des données précises en termes de topographie et des scénarios de simulation bien définis en termes de forçages hydrométéorologiques (vagues, niveau marin, pression, vents, etc…). Des scénarios de rupture de cordon ou de défaillance d’ouvrages localisés peuvent également être pris en compte par modification des données topographiques initiales.

Cette méthodologie a été employée dans le cadre des réflexions de la Ville d’Hyères initiées dans l’Appel à Projet du MEDDE « Expérimentation de la relocalisation des activités et des biens : recomposition spatiale des territoires menacés par les risques littoraux ». La modélisation numérique de la submersion marine développée par le BRGM a pour objectif de fournir des éléments de réflexion et d’anticipation aux démarches engagées par la ville d’Hyères sur la plaine du Ceinturon.

Les objectifs sont de produire des cartographies des zones exposées à l’aléa submersion marine et des éléments de connaissance utiles à une analyse coûts/bénéfices (ACB) pour différents scénarios d’aménagement de la zone littorale. Les risques de submersion marine ont ainsi été évalués pour plusieurs scénarios, définis en fonction de la période de retour des évènements et de l’échéance temporelle de réflexion (TR 30 ans à 2030 ; TR 30 ans à 2100 ; TR 50 ans à 2100 ; TR 100 ans à 2100).

 

Modèle numérique d’élévation du quartier de l’Ayguade (Hyères-les-Palmiers), avec prise en compte du bâti. © BRGM..

Simulation de validation sur l’évènement réel de décembre 2008 sur le quartier de l’Ayguade. Les fléches jaunes correspondent au franchissements observés © BRGM.

 

Modélisation dynamique de la submersion sur le quartier de l’Ayguade en décembre 2008 © BRGM.

 

 

[1] Observatoire National des Effets du Réchauffement Climatique. Direction Générale de l’Energie et du Climat. Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie.

[2] Groupe d’experts Inter-gouvernemental d’Etude du Climat.