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Thèse de doctorat 2011/2014
Ecole doctorale de l’Université de La Rochelle (Gay Lussac)

Formation d’origine :
Master Recherche AIEL (Approches Intégrées des Ecosystèmes Littoraux), 2008-2009

(2011-2014) Mesure et modélisation à haute résolution des surcotes et de la submersion marine : les enseignements de l’évènement Xynthia en Charente-Maritime et Vendée

Directeur de thèse :

  • Eric Chaumillon, Maitre de conférences, Université de La Rochelle, LIENSs UMR 7266
  • Xavier Bertin, Chargé de recherche CNRS, Université de La Rochelle, LIENSs UMR 7266

Mesure et modélisation à haute résolution des surcotes et de la submersion marine : les enseignements de l’évènement Xynthia en Charente-Maritime et Vendée.

Mots clés : Modélisation hydrodynamique, LiDAR, surcote

Résumé - L’objectif est d’évaluer, à partir d’une étude morphologique à haute résolution couplée à une modélisation numérique, les aléas et risques de submersion marine sur la zone littorale s’étendant de la Gironde à la Vendée. Cette étude prendra en compte à la fois l’impact des surcotes et de l’élévation prévue du niveau global de la mer pour les décennies avenir. Les plaines côtières de la Gironde à la Vendée représentent, en termes de superficies inondables, le domaine côtier le plus menacé de France avec la Camargue. L’évènement Xynthia a rappelé l’extrême sensibilité de ces côtes à la submersion marine, de fait elles peuvent servir de modèle face à cet aléa global.

Fig. 1 – a) MNT montrant les détails de la topographie du trait de côte dans une partie sensible de la zone d’étude (le marais de l’Houmeau). - b) Inondation statique à +4.5 m NGF (Le niveau de l’eau atteint lors de la tempête Xynthia était de +4.6m). - c) Photo aérienne prise quelques heures après la submersion causée par la tempête Xynthia, montrant la zone inondée. On remarque que l’étendue inondée présente de fortes similarités avec la simulation de submersion statique présentée en (b)


Présentation générale du projet

Le but est d’évaluer et de comprendre l’aléa et les risques de submersion marine sur la zone littorale s’étendant de la Gironde à la Vendée.
Pour atteindre ces objectifs, trois méthodes complémentaires sont proposées : la réalisation d’un modèle numérique de terrain Terre/mer à haute résolution, des mesures lors d’évènements de surcotes et la modélisation numérique de la marée, des vagues et des surcotes.
Les plaines côtières s’étendant de la Gironde à la Vendée représentent en termes de superficies inondables le domaine côtier le plus menacée de France avec la Camargue. En effet ces vastes territoires sont situés sous le niveau de la mer en conditions de marée haute de vive eau (NPHEM). Si les digues ou les dunes naturelles qui protègent ces territoires sont submergés en cas d’élévation du niveau marin et de surcote, l’inondation marine peut toucher des surfaces considérables. C’est ce qui s’est passé lors des tempêtes « Martin » (Décembre 1999) et « Xynthia » (Février 2010) et qui risque de se reproduire à une fréquence accrue dans le cadre du changement climatique et de l’élévation prévue du niveau des océans. _ Bien que l’élévation du niveau des mers et le recul des côtes soit une tendance globale, ce projet se focalise principalement sur les côtes de la région Poitou-Charentes, car la variété de ses côtes et leur sensibilité à la submersion, peut servir de modèle pour d’autres territoires sensibles. De plus la tempête « Xynthia » a fourni des mesures précises de l’inondation qui serviront à valider les simulations numériques.
Enfin la proximité de ces littoraux par rapport à notre laboratoire permet d’envisager des mesures fréquentes et adaptées aux conditions climatiques, ce qui est crucial dans un tel projet. Cette étude de l’aléa et du risque de submersion prend en compte à la fois l’impact des changements climatiques et de l’élévation prévue du niveau global de la mer pour les décennies avenir. La prise en compte des changements climatiques et de l’augmentation de la fréquence des tempêtes et évènements exceptionnels se fera par une modélisation des surcotes. La prise en compte de l’élévation globale du niveau de la mer se fera à partir des prévisions de l’IPCC et des mesures du niveau de la mer réalisées par notre laboratoire (http://www.sonel.org/).

Ce projet se décompose en quatre phases :

  • Phase 1 : Synthèse de données bathymétriques et topographiques existantes ou en cours d’acquisition, en particulier les mesures par Laser aéroporté du projet Litto 3D acquises par l’IGN en partenariat avec l’Etat et réalisation de modèles numériques de terrain Terre-Mer à haute résolution et d’un maillage pour la modélisation numérique.
  • Phase 2 : Synthèse des données de courants, houle et hauteurs d’eau existantes et réalisation de mesures complémentaires de hauteur d’eau et de houle simultanément au large et à la côte.
  • Phase 3 : Modélisation numérique des surcotes et de l’élévation du niveau de la mer sur le modèle numérique de terrain Terre-Mer à haute résolution.
  • Phase 4 : Réalisation de cartes d’aléas et risques de submersion avec une prise en compte des activités humaines menacées.

Fig. 2 – MNT LiDAR IGN (2010) maille 1 mètre de la zone de l’Aiguillon sur mer, la Faute sur mer et la pointe d’Arçay, en Vendée (a), et de la zone de Nieul sur mer en Charente-Maritime (b). Source : IGN

Publications :

  • 1) Chaumillon, E., Breilh, J.-F., Imbert, P. & Féniès, H., 2009. L’architecture interne et la dynamique sédimentaire du banc de Plassac dans l’estuaire de la gironde révélée par sismique réflexion très haute résolution et bathymétrie. 12° congrès de l’Association des Sédimentologistes français, Rennes, 25-31 Octobre 2009.
  • 2) Chaumillon, E., Breilh., J.-F., Givran, S., Richetti, H., Mary, J.-F., Falchetto, H., Sauriau, P.-G., and Lemoine, O., 2009. Very High resolution seismic tools : A new look on sedimentary bodies emplaced in shallow water. 27th Meeting of Sedimentology (International Association of Sedimentologists), Alghero, Sardinia, 20th-23rd September 2009.
  • 3) Chaumillon, E., Colin, M., Percebois, M., et Breilh J.-F., 2008. Etude de l’évolution morphologique interannuelle des plages de Charente Maritime. Rapport pour le Conseil général de Charente–Maritime, 49 pp.
  • 4) Chaumillon, E., Tiphaneau, P., Givran, S., Breilh, J.-F. et Percebois, M., 2008. Etude des évolutions morphologiques mensuelle et interannuelle de la plage la plus mobile en Charente Maritime : Saint-Trojan, Ile d’Oléron. Rapport pour le Conseil général de Charente–Maritime, 25 pp.