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Changement climatique - surcotes marines

De Wikhydro
Etudes&Documents n°55.jpg

Cette page fait partie de l'ouvrage intitulé "Impacts à long terme du changement climatique sur le littoral métropolitain" édité sous le numéro 55 d'octobre 2011 dans la collection "Etudes et ducuments" du Commissariat Général au Développement Durable du ministère en charge du Développement durable. Le sommaire et la présentation de l'ouvrage sont disponibles sur WIKHYDRO.


Sommaire

Ce que l’on constate actuellement


Surcote instantanée

La surcote instantanée est définie comme la différence positive à un moment donné t entre le niveau marin observé et le niveau de marée prédit. Dans le cas où le niveau marin observé est inférieur au niveau prédit, on parle alors de décote. L’étude des surcotes est intéressante principalement dans le cadre de l’étude des niveaux marins extrêmes de pleine mer, la surcote étudiée est souvent la surcote de pleine mer, définie comme la différence entre le pic de pleine mer prédit et le pic du niveau marin observé même si ceux-ci n’interviennent pas simultanément.
Les surcotes (ou décotes) se déduisent essentiellement du niveau marin observé et de la marée prédite.

figure 13 surcote instantanee et surcote pleine mer


Surcote météorologique

L’origine des surcotes (ou décotes) est essentiellement météorologique (surcotes ou décotes atmosphériques). Elles sont généralement provoquées par le passage d’une dépression météorologique (ou d’un anticyclone). La variation de niveau est induite pour partie par les variations de pression atmosphérique accompagnant le passage de la perturbation et par l’action du vent à la surface de la mer. Les surcotes générées par ces dépressions sont parfois aussi appelées, marée de tempête, et peuvent entraîner des variations du niveau de la mer jusqu’à 2 ou 3 mètres. Cette variation peut
être d’autant plus importante que la dépression avance vite, particulièrement dans la zone où les profondeurs sont plus faibles.
Les effets de la pression atmosphérique et du vent se combinent lors de la génération de surcotes. Les faibles pressions provoquent une surcote. À l’inverse, les hautes pressions provoquent une
décote. Ce phénomène est appelé effet barométrique inverse. Ainsi une baisse de pression d’un hectopascal élève le niveau marin d’environ un centimètre. Cette valeur peut cependant être plus ou
moins élevée selon la topographie du fond et la vitesse de déplacement de la dépression.
Près des côtes, les effets dynamiques prennent donc de l’ampleur et amplifient les surcotes.
Dans nos régions, les pressions s’étalent entre 950hPa et 1050hPa, agissant ainsi sur le niveau de la mer d’une valeur comprise entre –0.37 m et 0.63 m. Les caractéristiques des champs de vent (direction, vitesse et durée d’action) permettent d’évaluer cette surcote due au vent.

Seiches

Les seiches sont des oscillations stationnaires observées dans des zones plus ou moins confinées et générées par des perturbations météorologiques externes. On les observe le plus souvent dans des zones semi-fermées telles que les baies ou les estuaires. Elles ont une période propre dépendant de la géographie et de la bathymétrie, souvent comprise entre 10 minutes et quelques heures, et plus faible dans les ports (30 secondes à 10 minutes). Les variations de niveau provoquées par les seiches restent généralement de l’ordre de quelques centimètres à quelques décimètres et peuvent atteindre jusqu’à un mètre comme à Port-Tudy.
De nombreux phénomènes sont fréquemment évoqués comme origine des seiches : variations d’intensité de précipitation, irrégularité de la houle, variations de la vitesse du vent, variations de pression atmosphérique... Sur les façades Manche Atlantique, les ondes longues liées aux trains de vagues apparaissent comme l’élément déclencheur le plus probable [32].

Surcote liée aux vagues

La surcote liées aux vagues (setup) : à l’approche de la côte, les vagues déferlent du fait des conditions de géographie et de bathymétrie côtière, ainsi que des caractéristiques des vagues, hauteur et période; Plus précisément, lorsque le plateau continental est large, le forçage atmosphérique est prépondérant ; lorsque les pentes sousmarines sont fortes et le plateau continental étroit, la surcote liée
aux vagues prédomine souvent.

Impacts sur le littoral

Les surcotes peuvent avoir un impact important puisqu’elles peuvent provoquer des fortes variations du niveau marin et entraîner des niveaux marins extrêmes provoquant des submersions marines.
Évolutions observées Dans le cadre du projet Discobole (Données pour le dimensionnement des Structures Côtières et des Ouvrages de BOrd de mer à Longue Echéance) mené par EDF R&D associé au CETMEF, à l’UBO et au Laboratoire de Géographie Physique (CNRS), une base de données de surcotes a été réalisée par simulation numérique à partir de forçages météorologiques de 1979 à 2003 sur l’ensemble du littoral français métropolitain Atlantique-Manche-Mer du Nord.
L’analyse statistique menée sur les 25 années de surcotes produites a montré qu’aucune tendance ne pouvait être décelée quant à l’évolution des surcotes. La durée d’observation de 25 ans n’est pas encore cependant suffisante pour dégager des tendances liées au changement climatique à l’égard des phénomènes qu’on cherche à mettre en évidence.

Ce qui pourrait se passer


L’impact du changement climatique sur les surcotes et décotes

Les modifications des régimes de tempêtes viendront modifier les processus d’apparition des surcotes (ou décotes), liées directement aux conditions de vent et de pression. D’autre part, l’élévation du niveau moyen de la mer viendra modifier leur propagation.
L’évolution des surcotes extrêmes avec l’élévation du niveau moyen de la mer reste très difficile à estimer [30]. Dans le cas d’un océan à fond plat, la surélévation du niveau de la mer accroitrait les
risques d’apparition des surcotes extrêmes [29].
figure 14 variation du niveau d eau due a une surcote et a une maree astronomique

Les surcotes peuvent être reproduites à l’aide de modèles numériques adaptés (Benoit et al, 1997). La modélisation numérique reste le meilleur outil pour cerner l’influence d’une élévation du niveau de la mer sur les surcotes [29].
Dans le cas de la Méditerranée, il y aurait un impact faiblement modérateur des changements de conditions atmosphériques sur la fréquence des surcotes extrêmes. Ce serait d’un ordre de grandeur inférieur à l’impact de la hausse du niveau marin (Ullman, 2008). L’impact du changement climatique sur les cyclones est du domaine de la recherche car le changement climatique aurait des effets contradictoires sur l’intensité des cyclones et leur genèse [33].

Impact sur le littoral

L’évolution des surcotes extrêmes viendra directement faire évoluer les niveaux marins extrêmes de pleine et basse mers. L’impact principal concerne le risque de submersion marine et la conception des aménagements et infrastructures portuaires et côtières.


Les effets sur les milieux, les territoires littoraux et les activités humaines
Impacts possibles sur les milieux et les territoires
Types de territoires et milieux exposés Nature des impacts
Côtes basses et falaises meubles Érosion – départ de sédiments
Zones basses Submersion
Impacts possibles sur les activités humaines
Type d’activité Impacts
Exploitation portuaire

Fragilisation des infrastructures portuaires et littorales liée à
l’évolution des sollicitations

Évolution des possibilités d’exploitation portuaire liées aux
infrastructures existantes

Habitat Endommagements liés aux inondations, de l’habitat, des
infrastructures et réseaux, des installations d’activité, privées et publiques.



Bibliographie

[29] WANG X.L., SWAIL V.R., “Historical and possible future changes of wave heights in northern hemisphere oceans”, in : Atmosphere Ocean Interactions Volume 2 / Perrie W., Southampton, Wessex Institute of Technology Press, 2004.
[30] TEISSON C., Surélévation future du niveau de la mer. Conséquences et stratégies dans l’aménagement du littoral, CETMEF, 1992.
[31] VIOLEAU D., Analyse des impacts possibles de l’effet de serre sur l’environnement maritime. Etude statistique succincte sur le littoral français, s.l., CETMEF, 2001.
[32] MATE/METL, Guide méthodologique Plan de Prévention des Risques Littoraux, 1997, 54 p.
[33] EUROSION, Programme européen Eurosion, 2004.


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