Multidecadal Atoll Shoreline Change on Manihi and Manuae, French Polynesia

ABSTRACT Yates, M.L. ; Le Cozannet, G. ; Garcin, M. ; Salai, E. , and Walker, P., 2013. Multidecadal atoll shoreline change on Manihi and Manuae, French Polynesia. As interest in the impact of sea-level rise on atoll islands increases, this study contributes to the growing database of observations of shoreline changes on South Pacific Islands, where few observations are currently available. Historical aerial photographs and recent satellite images were used to evaluate multidecadal surface area and shoreline changes on two atolls in French Polynesia: Manihi and Manuae. During the 40- to 50-year study period, atoll island surface area primarily increased or remained stable on Manihi and decreased on Manuae. Distinct ocean and lagoon shoreline changes were observed in different geographical regions of each atoll. On Manihi, ocean shoreline accretion rates were larger on the NW rim than the SE rim. On Manuae, atoll islands on the NE rim were eroding on the lagoon side and accreting on the ocean side, whereas islands on the SE rim showed the opposite trend. Sea-level rise is often thought to cause atoll erosion, but in this study, lagoon and ocean shorelines both eroded and accreted over a period when sea-level rise rates were greater than the global mean. Surface area changes related directly to anthropogenic activities were identified on only two of the 47 atoll islands. After completing a classification of the incident wave field, it was hypothesized that waves have an important role in controlling the shoreline change variability. Additional field surveys and in situ observations are needed to validate this hypothesis and to understand better island response to changing forcing factors. RÉSUMÉ Une analyse de la mobilité du trait de côte au cours des cinquantaines dernières années a été réalisée sur deux atolls de Polynésie Franaise (Pacifique Sud): Manihi (Nord-ouest de l'archipel des Tuamotus) et Manuae (Est de l'archipel des îles de la Société). La mobilité de la limite de végétation permanente a été extraite de photographies aériennes anciennes de 1955 ou 1961 et d'images satellites à haute résolution acquises dans les années 2000. Cette analyse a nécessité le géoréférencement des photographies aériennes puis la digitalisation des limites successives de la végétation permanente. La ligne de végétation permanente a été utilisée comme marqueur des mouvements de basse fréquence du trait de côte (i.e., échelles de temps pluri-décennales). En effet, elle demeure aisément identifiable aussi bien sur les images anciennes que récentes tout en s'émancipant des variations à haute fréquence (marée, surcote etc.) et des difficultés de pointage de certains marqueurs sur les photographies anciennes. Les incertitudes liées au géoréférencement et à la digitalisation du trait de côte ont été évaluées et conduisent à ne considérer que des mouvements supérieurs à 5m sur la durée considérée. Dans de trés nombreux îlots (motu), des changements de plus grande ampleur sont observés et sont de fait sont considérés comme significatifs. Ils indiquent une tendance générale à l'érosion à Manuae et à l'accrétion à Manihi. Cependant, au sein d'un même atoll, nous observons une grande variabilité des évolutions des limites de végétation des motu : ainsi, la plupart des motu sont en accrétion côté lagon et côté océan à Manihi, toutefois, certains sont en érosion côté océan, côté lagon ou bien des deux côtés. Dans ces deux atolls peu anthropisés, les aménagements ne modifient la ligne de rivage que dans deux des 47 motu étudiés (quarante-et-un à Manihi, six à Manuae). Selon Becker et al. (2012), l'élévation du niveau marin, dans cette partie du Pacifique, a été supérieure à la moyenne globale depuis 60 ans. Des études antérieures suggèrent que l'élévation du niveau marin induit une érosion des îlots notamment sur leur face océanique. Ces effets n'apparaissent pas dominants dans les deux atolls étudiés. Au contraire, la tendance d'évolution du trait de côte obsevée n'est pas homogène sur l'ensemble des îlots et ne semble donc pas liée à la remontée du niveau marin. En revanche, l'analyse des climats de vagues sur ces deux atolls ainsi que des relations entre la position des motu au sein de l'atoll et l'évolution des traits de côte suggèrent que leur mobilité est dominée, au cours des cinquante dernières années, par les effets des vagues.