Académie des technologies – Paris – 11 mars 2015

Dynamiques littorales et risques côtiers

Alain Hénaff, Catherine Meur-Ferec , Yannick Lageat LETG Brest – Géomer – UMR 6554 CNRS IUEM – UBO [email protected]

Objectifs de la présentation : •Proposer des éléments de compréhension sur ce milieu ambivalent, à la convergence des dynamiques naturelles et anthropiques déterminant un espace à risques •En déduire des enseignements pour la gestion des côtes et des risques côtiers

Espace attractif, vecteur d’aménités…

…instable par nature = milieu à risques

Plan : 1- Système littoral, cellule hydro-sédimentaire et budget sédimentaire des accumulations 2- Des évolutions actuelles relevant d’échelles spatio-temporelles différentes mais imbriquées

3- Les facteurs actuels renforçant l’instabilité des littoraux 4- Risques côtiers d’érosion et de submersion ; moyens de gestion

Conclusion : enseignements pour la gestion des côtes et des risques côtiers

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

1- Système littoral, cellule hydro-sédimentaire et budget sédimentaire des accumulations Un milieu en position singulière … Milieu d’interface entre : - la lithosphère - l’hydrosphère - l’atmosphère… - …et l’anthroposphère

… en instabilité permanente…

Milieu particulièrement dynamique et évolutif Par les processus en action (vent, mer, processus continentaux, interventions humaines) A toutes les échelles de temps et d’espace (vagues, marées, saison, année, siècle, temps géologiques)

Vent

Interventions Erosion humaines Accrétion

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Constituant un système -dans lequel aucune partie ne fonctionne indépendamment des autres -constituant lui-même un sous-système d'un ensemble plus vaste parce que ses évolutions ont des répercussions sur la dynamique des sous-systèmes adjacents.

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

… découpés en cellules hydro-sédimentaires (ouvertes ou fermées) dont certaines limites restent encore délicates à cerner

Limite continentale ?

Limite sous-marine ?

Limites latérales ?

5

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Cellules hydro-sédimentaires dans lesquelles l’équilibre dynamique et les évolutions morphologiques sont tributaires du bilan sédimentaire

?

6

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

2- Des évolutions actuelles relevant d’échelles spatio-temporelles différentes mais imbriquées : géologique, historique, événementielle 2.1- La jeunesse relative des littoraux contemporains et ses conséquences … ou comment se sont formés les littoraux actuels (régions tempérées) ?

Il y a environ 20 000 ans : le Würm… (maximum vers -21 000 BP)

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Période glaciaire du Würm (régions tempérées) Froid intense d’hiver + dégel estival = importante érosion continentale (cryoclastie, gélifluxion)  Forte production de matériaux sédimentaires (argiles, sables, cailloux)

Bas niveau marin (vers 100 m en dessous du niveau actuel)

Edification de plages, dunes, cordons de galets sur le littoral de l’époque

Actuelle plate-forme continentale (fonds marins proches)

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Vers 18 000 BP : amorce du réchauffement holocène et de la transgression post-glaciaire Ralentissement

Niveau actuel

Remontée rapide

Elévation du niveau moyen de la mer depuis 22 000 BP De 22 000 à 14 500 BP De 14 500 à 13 500 BP De 13 500 à 11 500 BP De 11 500 à 11 000 BP De 11 000 à 6 000 BP après 6 000 BP XIXème et XXème siècles Depuis 1993

0,5 m/siècle 3,7 m/siècle 0,8 m/siècle 2,5 m/siècle 0,9 m/siècle

5 mm/an 37 mm/an 8 mm/an 25 mm/an 9 mm/an 0,1 à 0,2 mm/an 1,5 à 2 mm/an 3 mm/an (?)

Système littoral

Echelles imbriquées

Début du réchauffement climatique Submersion progressive de la plate-forme continentale

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Montée progressive du niveau marin due à la fonte des calottes glaciaires En s’élevant, la mer repousse devant elle :  les accumulations littorales antérieurement construites  les matériaux produits par l’érosion sur le continent

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

En poursuivant sa montée, la mer repousse les sédiments accumulés sur la plateforme continentale durant la période froide jusqu’à la ligne de rivage actuelle

-Une grande partie des sédiments des plages actuelles provient donc de l’érosion progressive de la plate-forme continentale lors de la transgression holocène. - L’autre partie vient des sédiments arrachés au continent et transportés par les cours d’eau vers la mer.

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Depuis 2000 à 3000 ans : niveau marin « stabilisé » (à quelques mètres près de son niveau actuel)

courants littoraux et vents redistribuent ces matériaux et construisent plages,cordons, dunes et avant-plages = formation des littoraux actuels développement des sols et couverts de végétation = limitent l’érosion et la production de sédiments (grossiers) véhiculés par les cours d’eau

Conséquence  les sources de sédiments littoraux se raréfient progressivement

Dans ces conditions, un système littoral se maintient en équilibre tant que son bilan sédimentaire est équilibré, càd :  les apports sédimentaires compensent les départs de matériaux ;  les processus d’érosion sont compensés par les processus d’accumulation

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

2.2- L’échelle séculaire de l’évolution historique des traits de côte - Localisation du trait de côte = marqueur en géomorphologie littorale - Supports iconographiques variés : cartes depuis fin XVIIIème siècle, cadastres, photos aériennes verticales - Fournit une tendance évolutive, vitesse d’évolution moyenne. - Mais situations intermédiaires importantes marquant les ruptures de rythme, ou même inversions temporaires de tendance. - Imbrications des causes naturelles et anthropiques.

Carte des ingénieurs géographes, Fréhel,1775

Baie d’Audierne, évolution de trait de côte depuis 1781, A. Hénaff

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

A l’échelle locale : une variabilité temporelle importante Ex. Saint-Nicolas-des-Glénan (sud-Finistère) Positions successives du trait de côte à SaintNicolas (1785-2005)

Evolutions de la surface de Saint-Nicolas depuis 1785 (surfaces en m²)

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

2.3- L’échelle météorologique des événements tempétueux Evénements météo-océaniques extrêmes très morphogènes : - Masquent le signal eustatique actuel (surcotes/ ondes de tempête > 1,50 m) - Reculs dunaires ponctuels de plus de 20 m en une tempête en qq heures.

Pour autant : ne pas tirer de conclusions tendancielles à partir de données très ponctuelles. Possibilité de résilience sur côtes meubles : mécanismes compensatoires naturels de« réparation »  mais durées beaucoup plus longues = plusieurs années/décennies

Evolution du volume de la plage, Mousterlin 2006-07, A. Henaff

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

3- Les facteurs actuels renforçant l’instabilité des littoraux « Etat » des milieux littoraux dans le Monde

Des « menaces » : -Variabilité climatique -Elévation du niveau de la mer -Renforcement (?) des tempêtes -Pression anthropique accrue -Dégradation des milieux et des dynamiques naturelles…

Criel-sur-Mer , 2005 (J. Mauger)

Des observations et des connaissances :  Dans le monde : les plages représentent 20 % des côtes  En 1983 : - 70 % en nette érosion sur 20 à 30 années - 10 % sont en nette progradation - 20 % sont relativement stables  A l’échelle mondiale : recul moyen supérieur à 1 m/an.

Johanna en Bretagne (10/3/2008)

Xynthia en Vendée (28/10/2010)

Etats-Unis, Floride

Système littoral

Echelles imbriquées

Bilan de l’évolution des côtes françaises (Programme Eurosion, 2003)

7 124 km de linéaire au total  Stable 3 114,0 km  43,7 %  En érosion  En accrétion  Artificialisé  Non renseigné

1 722,5 km  24,2 % 678,3 km 

9,5 %

1 242,7 km  17,4 % 366,5 km 

5,1 %

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

A l’échelle régionale des littoraux bretons

Risques et gestion

Système littoral

Echelles imbriquées

Vents de tempêtes et houles

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Une fréquence d’apparition des dommages variable dans l’espace et dans le temps Secteurs affectés : 1966 - 1975 : côtes NW et SW de la moitié occidentale de la région ; 1976 - 1985 : côtes de la moitié occidentale de la région ; 1986 - 1995 : côtes SW et N de la région ; 1996 - 2003 : façades S et N, avec extension vers la moitié orientale de la région.

Système littoral

Echelles imbriquées

Variabilité des orientations des vents de tempête…

Instabilité actuelle

Risques et gestion

…et des houles depuis 1949 Dominance des houles d’W et d’WNW années 20/30 ? - années 50/60

Dominance des houles de SW et de NW années 50/60 - années 70/75

Dominance des houles d’W années 70/75 - années 80

Dominance des houles de SSW et de NNW à partir des années 80

Variabilité naturelle alternant circulations zonales et méridiennes (sans cyclicité particulière)

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Une fréquence accrue des tempêtes ?

?

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

La montée du niveau de la mer Prédictions des modèles : + 29 à 98 cm à l’horizon 2100 en moyenne mondiale (2081-2100) [GIEC, 2013]

Elévation du niveau de la mer = 12 à 20 cm depuis la 2de moitié du XIXème siècle Absence d’aggravation de l’érosion dans nombre de secteurs non anthropisés  Submersions déjà possibles  Poursuite des processus de sédimentation (ensablement du Mont-Saint-Michel)

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

La distribution temporelle des marées de fort coefficient Le phénomène du Saros (période chaldéenne)

Risques et gestion

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Les forçages naturels : la distribution temporelle des marées de fort coefficient

20 km

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Les forçages anthropiques : l’exploitation du milieu

Actions sur les plages  - Extractions de sables Actions sur les massifs dunaires  - Occupation / Piétinement et surfréquentation, déstabilisation de la végétation  - Extractions Actions sur les bassins versants  - Endiguements  - Barrages hydro-électriques  - Carrières de granulats dans le lits des fleuves

 Diminution drastique de la charge sédimentaire des cours d’eau

Actions sur les avant-plages  - Exploitation des réserves sous-marines de sédiments (sables et galets)

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Les forçages anthropiques : la nécessaire protection des biens menacés (?) Un cas trop classique sur le littoral…

Le rêve : la maison les pieds dans l‘eau

Le cauchemar à la première tempête

Réponse = protection en dur

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Les forçages anthropiques : la nécessaire protection des biens menacés (?) Un cas trop classique sur le littoral…

Le rêve : la maison les pieds dans l‘eau

Le cauchemar à la première tempête Malgré les protections, le cauchemar continue….

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Les forçages anthropiques : la nécessaire protection des biens menacés (?) Un cas trop classique sur le littoral…

Le rêve : la maison les pieds dans l‘eau

Le cauchemar à la première tempête Malgré les protections, le cauchemar continue….

… Le cercle vicieux : la protection de la protection

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Exemple : site de Cleut-Rouz, Fouesnant (Finistère) 1998

10 m

2007

Bilan des travaux 30 m

20 km

30

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Bilan des travaux

2007des biens menacés Les forçages anthropiques : la nécessaire protection (?) 1998 10 m 30 m

10 mars 2008, la tempête Johanna

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Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Bilan des travaux

2007des biens menacés Les forçages anthropiques : la nécessaire protection (?) 1998 10 m 30 m

10 jours plus tard…. 10 mars 2008, la tempête Johanna

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Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Dommages subis par les rivages au cours du temps entre 1949 et 2003

Des conditions météo-marines plus agressives ?

Risques et gestion

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

4- Risques côtiers d’érosion et de submersion ; moyens de gestion Deux dynamiques convergentes, téléscopage prévisible : émergence des risques d’érosion - submersion

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Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

L'évolution du bâti à l’Ile-Tudy 1948-2004 Une densification de l'occupation des côtes Espaces bâtis bande 0-500 m 1960

15 %

1975

26 %

1990

31 %

Robin et Verger, 1996

Communes côtières (IFEN, 2000 et 2009)

Territoire métropolitain

4%

Population française

10 %

Densité (h/km²) (moy. 113)

281

Logements neufs 1980-1996

12 %

Résidences secondaires

23 %

Capacités d'hébergement touristique

37 %

Baillet. L, 2009 ; A.Budiayu, J.Goslin, 2010

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Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Au total : des convergences antinomiques entre dynamiques naturelles et anthropiques

… aux conséquences parfois dramatiques Xynthia : 29 morts en Vendée.

La Faute-sur-mer et l’Aiguillon-sur-mer, 1er mars 2010

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Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Bilan : contexte contemporain Changements environnementaux globaux

« Littoralisation » croissante des activités humaines

Pénurie / déséquilibre sédimentaire, Elévation du niveau marin, Variabilité des conditions climato-océaniques et de l’hydrologie continentale…

Attractivité résidentielle, Pressions démographiques, Artificialisation du territoire, Dégradation des espaces et dynamiques naturels …

Risques littoraux  Combinaison de dynamiques naturelles et sociétales complexes

Enjeux économiques et sociétaux des risques littoraux Coût économique des risques côtiers Croissance/enchérissement des enjeux corrélatifs de la croissance démographique et de l’urbanisation Moyens actuels de gestion des risques côtiers insuffisants par rapport aux enjeux Connaissance des aléas encore insuffisante

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Une définition classique des risques naturels inadaptée à la gestion des risques côtiers : Croisement d’un aléa avec des enjeux :

Rx = Ax x Vx

Prise en compte de la vulnérabilité globale : Approche multi-dimensionnelle des risques côtiers (temporelle et spatiale) au travers des quatre composantes de la vulnérabilité globale

Vulnérabilité globale = Aléas + Enjeux + Gestion + Représentation

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Le futur : tenter de prévoir la dynamique des côtes pour planifier leur gestion  Des certitudes : 2 paramètres réunis pour la poursuite, et sans doute l’aggravation dans le futur de la tendance érosive actuelle : • Un stock sédimentaire relique non renouvelable - Aucun apport massif de sédiments prévisible pour siècles à venir - Stocks hérités des périodes glaciaires largement entamés par actions humaines (extraction à terre et en mer, hausse de la demande pour la construction) - Ouvrages de défense contre la mer amaigrissent les plages • Une poursuite de la remontée eustatique liée au CC - Prévisions d’accélération de la légère remontée actuelle du niveau marin Augmentation des dommages (arrêtés Catnat) à mettre en parallèle avec la densification des enjeux sur les côtes (aléas loin d’être la seule cause des risques).

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Le futur : tenter de prévoir la dynamique des côtes pour planifier leur gestion  Des certitudes : 2 paramètres réunis pour la poursuite, et sans doute l’aggravation dans le futur de la tendance érosive actuelle : • Un stock sédimentaire relique non renouvelable - Aucun apport massif de sédiments prévisible pour siècles à venir - Stocks hérités des périodes glaciaires largement entamés par actions humaines (extraction à terre et en mer, hausse de la demande pour la construction) - Ouvrages de défense contre la mer amaigrissent les plages • Une poursuite de la remontée eustatique liée au CC - Prévisions d’accélération de la légère remontée actuelle du niveau marin Augmentation des dommages (arrêtés Catnat) à mettre en parallèle avec la densification des enjeux sur les côtes (aléas loin d’être la seule cause des risques).  Des incertitudes : - les effets du CC sur la tempétuosité ? Pas de résultats concordants pour l’instant sur l’évolution de la fréquence et de l’intensité des tempêtes -Sur côtes méso et macro-tidales : probabilités des concomitances hautes mers astronomiques et tempêtes

Système littoral

Echelles imbriquées

Instabilité actuelle

Risques et gestion

Conclusion : cinq enseignements pour la gestion des côtes 1) Importance de la profondeur historique : explique l’émergence et la multiplication des risques côtiers = résultat du télescopage de deux dynamiques convergentes

2) Amalgame entre érosion-submersion actuelles et CC : contribue à semer la confusion, mais aussi paradoxalement à déresponsabiliser les décideurs qui ont laissé bâtir des secteurs exposés, et des citoyens qui veulent s’y maintenir à tout prix. 3) D’un autre côté, la seule évocation du CC suffit à rappeler que la côte était, est et restera un territoire à risques. Donc élément très médiatisé essentiel à intégrer pour la prévention. 4) L’incertitude extrême pour l’avenir ne doit ni paralyser, ni précipiter l’action 5) Quelques certitudes à rappeler : - mobilité intrinsèque et permanente des côtes + tendance érosive confirmée et prévisible - densification des enjeux depuis la seconde moitié du XXème siècle Augmentation de la vulnérabilité, choix stratégiques à faire dès maintenant

http://cybergeo.revues.org/26058

Pour compléter le propos…

http://www.risques-cotiers.fr/fr http://www.cocorisco.fr/

A venir : MOOC - FlotRisCO Merci de votre attention

Immeuble le Signal à Soulac, source : Sud-Ouest, 10 janv 2014