Mesures et modélisations des évolutions du niveau marin, des vagues, des tempêtes et des évolutions des littoraux pour une gestion durable des littoraux
Authors: Chaumillon Eric , Wöppelmann Guy , Karpytchev Mikhail , Bertin Xavier 
Published: September 2011

Cet article fait une synthèse des résultats obtenus par notre équipe de recherche et présente quelques progrès récents dans le domaine de la mesure et de la modélisation des principaux facteurs d’évolution des littoraux, du niveau marin, des vagues et tempêtes, et des réponses morphologiques et stratigraphiques des côtes sédimentaires. Les mesures du niveau de la mer sont réalisées à la fois par altimétrie satellitaire et marégraphie et sont complémentaires tant par la distribution géographique des mesures que des durées des séries temporelles. Ainsi elles permettent à la fois d’estimer une valeur moyenne de l’élévation globale du niveau des océans (+ 1,7 mm par an sur le siècle passé) et de déterminer les variations relatives à la côte qui peuvent localement s’écarter notablement de la valeur moyenne (+10 mm par an dans certains secteurs du Golfe du Mexique, par exemple). La variabilité de la houle à long terme (60 ans) est évaluée à partir de modélisations validées par des mesures ponctuelles. Elle montre par exemple que, pour la zone nord-est Atlantique (au nord de 45° nord), la taille moyenne des vagues hivernales a augmenté de 0,70 m en 60 ans. Les conséquences de type de variation sont importantes, car le transport par les courants liés aux vagues est crucial dans l’évolution de nombreuses côtes et il varie entre autres en fonction de la hauteur des vagues. Les surcotes provoquées par les tempêtes en mer sont des causes majeures des submersions marines et de l’érosion des côtes. Seule leur modélisation permet d’explorer les processus physiques responsables de ces élévations locales et rapides du niveau de la mer, et d’évaluer leur rôle respectif. La modélisation de surcotes en Charente-Maritime a permis de quantifier les contributions respectives des couplages entre le vent, les vagues et le frottement sur le fond. Des améliorations de ces travaux en vue de prévisions à haute résolution sont en cours et utiliseront des données topographiques et des modèles à haute résolution grâce à l’emploi de codes de calcul parallélisés. Pour les périodes de temps plus longues (siècles à millénaires) les évolutions morphologiques et la stratigraphie des environnements côtiers sont utilisées pour leurs qualités en termes d’archivage sédimentaire des changements environnementaux. Ainsi les sédiments côtiers ont une mémoire des évolutions du niveau de la mer, des changements climatiques (climat de houle, débits des fleuves) et des perturbations d’origine anthropiques. Un exemple d’enregistrement sur plusieurs décennies à siècles des variations du climat de houle est apporté par l’analyse d’une flèche sableuse, la pointe d’Arçay en Vendée. Des études stratigraphiques comparatives de plusieurs systèmes estuariens et lagunaires actuels de France permettent de hiérarchiser les nombreux facteurs de contrôle de leurs évolutions. Elles soulignent en particulier le rôle prépondérant des variations du niveau marin et de la balance hydrodynamique entre la houle et la marée. Dans le cas des littoraux appauvris en sédiments, l’héritage géologique est également un paramètre important. Lorsque les variations du niveau marin sont modérées, ces systèmes sédimentaires sont sous le contrôle des changements climatiques et des activités anthropiques pour les périodes les plus récentes.