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Ce démonstrateur s’appuie sur une analyse pré-calculée de la topographie pour identifier, à très haute résolution, les zones qui pourraient être soumises à la submersion marine sous l’effet de l’élévation du niveau de la mer.
Ce démonstrateur a pour objectif l'évaluation rapide des impacts du changement climatique pour la submersion marine, en amont d'études plus précises prenant en compte le transport sédimentaire et l'adaptation. Il est développé dans le cadre des projets ERA4CS, ECLISEA et INSeaPTION, visant à développer les services climatiques pour l'adaptation côtière.
Au 21e siècle, le changement climatique affectera de plus en plus les littoraux français, en bouleversant certains écosystèmes et en aggravant les risques naturels d’érosion et de submersion. Les risques d’érosion et de submersion sont déjà significatifs en France métropolitaine : 25% des côtes sont aujourd’hui en érosion, tandis que la submersion marine menace 1.4 million de résidents. Le changement climatique, et principalement l’élévation du niveau de la mer, vient amplifier ces deux phénomènes.
- L’élévation du niveau de la mer se poursuivra au 21e siècle, et ce, même si les émissions de gaz à effet de serre cessaient aujourd’hui (phénomène d’inertie du système climatique). En limitant le réchauffement climatique par la mise en œuvre de l’accord de Paris, on cherche à stabiliser le rythme d’élévation du niveau de la mer aux taux actuels, autour de 3 ou 4mm/an, et à éviter des taux de l’ordre du cm par an dans la seconde partie du 21è siècle.
- En l’absence de mesures d’adaptation, cette élévation du niveau marin entraîne des submersions marines plus fréquentes et plus intenses lors des tempêtes. Les risques induits sur les biens et les personnes augmenteront alors sensiblement.
- L’élévation du niveau de la mer favorisera également le recul du trait de côte, notamment des plages sableuses. Cependant, l’ampleur de ce phénomène reste à quantifier et dépendra beaucoup de l’évolution de la vitesse d’élévation du niveau de la mer, ainsi que de la capacité des littoraux à s’adapter naturellement à ces nouvelles contraintes environnementales.
Les submersions marines sont généralement associées à une surélévation temporaire du niveau de la mer au-dessus de son niveau normal durant des tempêtes ou des cyclones (voire des tsunamis quand les causes ne sont pas météorologiques).
Lors des tempêtes, la submersion marine est donc conditionnée par le niveau marin, lui-même soumis à deux principaux processus :
- La surcote atmosphérique : Durant le passage d’une dépression (tempête, cyclone…), le niveau marin est influencé par deux phénomènes :
• La baisse de la pression atmosphérique, qui provoque une surélévation du plan d’eau ; ce phénomène, parfois appelé « baromètre inverse », se traduit par une surcote marine de l’ordre de 1 cm par hectopascal de dépression atmosphérique ;
• L’effet du vent, qui selon sa vitesse, sa direction et la configuration des fonds marins (bathymétrie) peut provoquer une accumulation d’eau le long des côtes.
- La surcote générée par les vagues (« wave-setup ») : à l’approche de la côte, l’énergie des vagues est transférée à la colonne d’eau et provoque le déferlement des vagues, qui s’accompagne généralement de la formation d’écume ; le déferlement des vagues est à l’origine d’une accumulation d’eau contre la côte, conduisant à une surcote locale pouvant atteindre plusieurs dizaines de centimètres.
Le niveau marin moyen (ou niveau statique) durant une tempête résulte de ces 2 contributions, couplées à l’effet de la marée astronomique (variations cycliques du niveau de la mer sous l’effet de l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil). Sur les côtes Manche-Atlantique de la France métropolitaine, la marée est de type semi-diurne (2 cycles pleine mer – basse mer d’amplitudes équivalentes par jour) et macro-tidale (plusieurs mètres de marnage, avec un maximum de plus de 13 m dans la Baie du Mont-Saint-Michel), tandis que sur les côtes méditerranéennes la marée est microtidale (quelques décimètres seulement de marnage).
Au final, le niveau d’eau instantané à la côte dépend également du jet de rive généré par les vagues à la côte, c’est-à-dire aux mouvements oscillants des vagues sur le rivage (flux et retrait des vagues). La hauteur maximale atteinte par la limite du jet de rive sur le rivage, exprimée par rapport à un niveau de référence, est parfois appelée hauteur de run-up.
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Outils de préventions des risques :
- Plans de prévention des risques littoraux : constituent la déclinaison littorale des Plans de Prévention des Risques Naturels institués par la loi BARNIER de 1995
- Programmes d’Action de Prévention des risques Inondation (PAPI) et le Plan de Submersions Rapides (PSR): inciter les différents territoires à élaborer et appliquer des projets de prévention pour garantir en priorité la sécurité des personnes vis-à-vis des aléas.
• En l’absence de mesures d’adaptation, cette élévation du niveau marin entraîne des submersions marines plus fréquentes et plus intenses lors des tempêtes. Les risques induits sur les biens et les personnes augmenteront alors sensiblement.
• L’élévation du niveau de la mer favorisera également le recul du trait de côte, notamment des plages sableuses. Cependant, l’ampleur de ce phénomène reste à quantifier et dépendra beaucoup de l’évolution de la vitesse d’élévation du niveau de la mer, ainsi que de la capacité des littoraux à s’adapter naturellement à ces nouvelles contraintes environnementales.
- Rapport ‘niveau de la mer’ du dernier rapport ‘Ocean et Cryosphère dans un climat qui change’ du GIEC
