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Anticiper les submersions marines, un enjeu de taille

La tempête Xynthia, encore dans toutes les mémoires, a fait collectivement prendre conscience de la fragilité et de la sensibilité du littoral charentais aux montées des eaux de l’océan. Un constat particulièrement pertinent à une époque où de grands mouvements de migration des populations se dessinent majoritairement en direction des zones littorales.

À zones sensibles… chercheurs sensés

« Le territoire de la Charente-Maritime est un véritable laboratoire naturel. Après la Camargue, c’est le second territoire français le plus sensible aux risques de submersion marine. Il était normal qu’une équipe de chercheurs de l’Université de La Rochelle, qui possède près de 12 ans de mesures et de connaissances pointues de ces côtes là, soit la mieux placée pour traiter ce sujet là », ainsi est présentée l’équipe Dynamique Physique du Littoral (DPL) du laboratoire Littoral Environnement et Sociétés (LIENSs) par son responsable, Éric Chaumillon, enseignant-chercheur.

Éric Chaumillon, enseignant-chercheur et responsable de l’équipe DPL.

Une équipe dont les thèmes de recherche sont en effet tous dédiés à la thématique du littoral à travers deux axes principaux : « Niveau de la mer et ses variations » et « Fonctionnement hydro-sédimentaire, évolution et morpho-dynamique des environnements littoraux ».

Une équipe qui avait déjà pu dans le passé pointer ces risques de submersion et dont l’un des objectifs est de pouvoir reproduire et simuler des cas de tempêtes majeures et les potentiels risques d’inondation associés. Un travail particulièrement sensé car, à terme « nous serons alors en mesure d’identifier la sensibilité des territoires aux submersions marines et d’en comprendre les différents paramètres. »

Comprendre le phénomène de « surcote »

L’un de ces paramètres, particulièrement important au cours de Xynthia, est la surcote, c’est-à-dire une surélévation de la surface de la mer par rapport aux variations de la seule marée astronomique, généralement en raison d’une dépression météorologique.

« En fait, c’est une des conséquences de plusieurs phénomènes dont le couplage entre l’océan et le vent, mais aussi des frottements sur le fond, comme l’a bien montré une thèse effectuée par l’un de nos doctorants lors de recherches réalisées suite à la tempête Martin de 1999. Cette étude de modélisation a permis de mettre en évidence les effets amplificateurs des vagues - l’augmentation du couplage océan-atmosphère - et atténuateurs - l’amplification du frottement sur le fond. Elle a montré également que l’amplification totale du pic de la surcote par les vagues est de 20% dans le cas de zones portuaires, là où il n’y a pas de déferlement.  »

Tout cela nécessite de prendre en compte tant de paramètres que l’on ne peut envisager comprendre et analyser ces phénomènes sans une modélisation, une simulation sur ordinateur.

Une modélisation du terrain et des mouvements de l’eau extrêmement complexe donc et qui nécessite une quantité énorme de données, données qui manquaient encore à l’équipe à l’époque de la tempête Martin. « Suite à ces travaux pionniers, nous avons pu identifier trois catégories de verrous scientifiques : tout d’abord, une connaissance insuffisante de la topographie précise des zones côtières, ensuite un manque de mesures hydrodynamiques lors des tempêtes, et enfin des moyens numériques insuffisants pour les codes de calcul à haute résolution sur des territoires vastes comme celui qui nous préoccupe, le tout en prenant en compte toutes les interactions entre les fonds marins et la propagation des ondes de tempêtes. »

C’est la tempête Xynthia qui va mettre les travaux de l’équipe sous les projecteurs et permettre d’approfondir la qualité des modèles avec un nouveau projet.

Le projet « Submersion marine »

Ce projet fédérateur et source d’échanges entre chercheurs, permet de tirer partie de la complémentarité des membres de l’équipe AGILE et des membres de l’équipe : « DPL a toutes les compétences pour faire de la modélisation, des mesures hydrodynamiques et dispose également des compétences en bathymétrie, en géomorphologie sous-marine. »

Ce sont donc 4 chercheurs, Xavier Bertin (CNRS), Frédéric Pouget - géomorphologiste, Mikhail Karpytchev – océanographe, et Eric Chaumillon, accompagnés d’un doctorant, un post-doctorant et d’un technicien, qui vont travailler à la réalisation d’une simulation de Xynthia et à la compréhension des différents processus physiques et océanographiques. Parallèlement, un modèle plus global, un véritable scénario permettant d’introduire de multiples variations des paramètres, avec en sus la prise en compte d’une inéluctable élévation du niveau de la mer, sera également produit.

Ce projet de près de 250 000 € repose sur un soutien du Conseil Général de la Charente-Maritime, du FEDER, des services de l’État et profite d’une conjonction des intérêts et des besoins : « nous allons enfin pouvoir bénéficier de l’usage de relevés LIDAR de la côte atlantique grâce au FEDER et même, au passage, des données de l’IGN sur la tempête Xynthia, et avec cette nouvelle technologie laser aéroportée - le LIDAR - il va nous être possible d’obtenir des informations topographiques de la côte avec des détails de l’ordre du mètre ! »

Un véritable travail de fourmi qui va donc viser à « assembler des millions de données avec le supercalculateur Ymir de l’Université pour pouvoir simuler numériquement le terrain et les mouvements de l’eau dans les pertuis charentais et pointer les zones susceptibles d’être submergées. »

Au final : un enjeu de taille et des résultats attendus impatiemment par tous, élus, décideurs ou simples habitants des côtes charentaises.
Rendez-vous courant 2012 pour un modèle numérique complet.

Un article sur la modélisation numérique de la surcote :
« Importance of wave age and resonance in storm surges : The case Xynthia, Bay of Biscay. » Xavier Bertin, Nicolas Bruneau, Jean-François Breilh, André B. Fortunato, Mikhail Karpytchev
Ocean Modelling, Volume 42, 2012, Pages 16-30

publié le mardi 17 janvier 2012