Du changement global aux impacts locaux

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La dynamique côtière est soumise à plusieurs facteurs mondiaux et locaux : élévation du niveau de la mer, houle, vent, tempêtes, courants, pluie, ingénierie côtière (canaux, aménagement de plages pour le tourisme, dragage…). Tout cela change les courants et le transport sédimentaire, et donc la forme de la côte.

Le réchauffement climatique provoque simultanément la dilatation des océans et la fonte des glaces continentales, dont les calottes polaires. Il en résulte une hausse moyenne de 3,3 mm par an du niveau des océans.

Cette crue inexorable a des conséquences immédiates sur les littoraux, comme la submersion permanente des côtes basses, les submersions tempétueuses accrues, et la salinisation des aquifères. À moyen et long terme, l’érosion des côtes s’accélère, en particulier sur les plages. Une autre conséquence à long terme est la destruction d’écosystèmes (mangroves, récifs coralliens, marais maritimes…) et de tout le tissu socio-économique qui en dépend.

Déjà soumises à l’influence de multiples phénomènes locaux d’origine naturelle ou anthropique, il est très difficile de prévoir la réaction de ces zones littorales à la hausse du niveau de la mer. Ce qui est sûr, c’est que l’eau monte. Les régions doivent aujourd’hui surveiller l’évolution du trait de côte afin d’anticiper les impacts associés et établir une stratégie de défense

Évaluer la vulnérabilité côtière

Développée par le LEGOS, une procédure spatiale permet d’évaluer un indice de la vulnérabilité des côtes. Combinant les données d’altimétrie et d’imagerie spatiales, il traduit la topographie locale d’une zone sur un modèle numérique de terrain (MNT) et la compare à la hausse du niveau de la mer. Cette approche permet d’identifier les zones potentiellement soumises aux submersions induites par la hausse du niveau de la mer. Indispensables à cette procédure, les satellites géodésiques offrent le système de référence nécessaire pour ajuster la topographie et le niveau de la mer.

Faite par satellite et validée par des mesures de terrain, cette méthode est aujourd’hui applicable en tous lieux. Amorce d’un modèle général des dynamiques en interaction, elle tient compte de la variabilité des paramètres locaux, avec une excellente résolution spatio-temporelle.

Altimétrie, imagerie, géodésie : 34 satellites en jeu pour observer mers et côtes.

© CNES LEGOS /CLS Mira Productions

Toutes les côtes sont concernées

Roche, sable, terre, ville, la montée du niveau des océans n’épargnera aucune côte. Les premiers touchés sont les atolls dans l’ouest du Pacifique.

Palavas-les-Flots sous surveillance

Cette méthode spatiale a été développée sur Palavas-les-Flots (sud-est de la France), choisie comme zone témoin en raison de ses nombreuses mesures de terrain. Objectif : évaluer le premier risque de la hausse des océans : les submersion permanentes ou tempétueuses.

La submersion dépend du niveau de l’eau et du niveau du sol. Effectivement, tandis que le niveau de la mer varie, la forme de la côte change, modelée par les courants et l’ingénierie côtière. La menace de submersion s’accroît lorsqu’une tempête arrive. Tout entre alors en conjonction, et avec force : dépression, vents, vagues, houle… S’il pleut beaucoup sur un bassin versant voisin, des crues locales sont à craindre : la zone est prise en tenaille entre débordements salés et non salés.

Un couple d’images stéréoscopiques acquis par Pléiades le 15 avril 2013 a permis d’établir le MNT de Palavas-les-Flots

Simulation sur le MNT des submersions permanentes provoquées par une hausse de 1 m du niveau de la mer à Palavas-les-Flots.

Modélisation de la tempête de 1983 © R. Pedreros, S. Lecacheux, C. Vinchon, BRGM

Simulation de la tempête de 1983 + 35 cm © R. Pedreros, S. Lecacheux, C. Vinchon, BRGM

Le BRGM a modélisé avec précision l’évènement de 1983 à Palavas-les-Flots, une tempête d’une force qu’on ne rencontre qu’une fois par siècle. La reconstitution simulée sur le MNT montre que si l’on ajoute 0,35 m au niveau de la mer, l’eau pénètre ponctuellement dans les rues. Si l’on ajoute 1m, la même tempête submerge quasiment toute la bande sableuse, urbanisée.

Décuplée par la hausse du niveau des océans, la hauteur d’une tempête décennale en 2100 sera équivalente à celle d’une tempête centennale d’aujourd’hui.

Des clés pour décider

Sur une côte rocheuse, l’indicateur de vulnérabilité est probablement bon jusqu’à 2100. Ailleurs, la forme du terrain est susceptible de fortement changer en fonction de sa propre dynamique (typiquement les plages), et nous ignorons comment ces paramètres locaux réagiront au changement climatique. Si l’océanographie et l’étude des bassins versants ont beaucoup progressé, le transport sédimentaire, peu observé, reste mal compris. Il n’y a pas encore de modèle global, mais les satellites s’inscrivent au cœur d’un ensemble d’outils et de modèles de prévision existants, conçus pour comprendre la réponse du littoral à la montée océanique.

La surveillance spatiale permet à une région d’analyser les zones potentiellement vulnérables à cette hausse du niveau de la mer, et de décider de la réponse adéquate : abandon des terres à la mer, surveillance active ou investissement dans une protection. Avec pour enjeu la protection et la valorisation du territoire littoral, la réponse relève d’une décision politique et stratégique.

« Plus qu’un risque, la hausse du niveau de la mer est un facteur aggravant la pression environnementale à laquelle est soumise la côte. Pour que les études d’impact soient justes, il est absolument nécessaire de tenir compte de l’environnement et des processus côtiers locaux »

Benoit Meyssignac - Climatologue géodésien, Legos, France

Application de la méthode spatiale en Camargue. En bleu figurent les zones sujettes à des submersions permanentes et occasionnelles en 2100 si la configuration littorale ne change pas (pour des raisons naturelles ou du fait de l’aménagement de défenses).

Remerciements

Le LEGOS a développé la procédure en coopération avec le CNES (fourniture des Modèles numériques de terrain) et son pôle de données altimétriques AVISO (fourniture des données de niveau de la mer), le BRGM (modélisation hydrodynamique des tempêtes) et CLS (traitement des données du niveau de la mer). CLS a également finalisé le recalage des MNT avec les niveaux de la mer grâce au système de référence géodésique fourni par le GRGS. La méthode a été validée avec les données de nivellement in situ de l’IGN ainsi qu’avec les données lidar de son programme LITTO 3D développé avec le SHOM. Le projet a pu être mené à bien grâce au financement du programme TOSCA du CNES.

  • Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (France)
  • Centre national d'études spatiales (France)
  • Centre national de la recherche scientifique (France)
  • Institut de recherche pour le développement (France)
  • Université Paul Sabatier (France)
  • Observatoire Midi-Pyrénées (France)
  • AVISO (France)
  • Données et services pour l’océan (France)
  • Bureau de recherches géologiques et minières (France)
  • Groupe de recherche de géodésie spatiale (France)
  • Institut national de l’information géographique et forestière (France)
  • Collecte localisation services (France)
  • Service hydrographique et océanographique de la marine (France)

Publications scientifiques