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La corniche des Basques (France, 1988). © BRGM - François Michel

Calcul des surcotes et submersions marines du Bassin d’Arcachon

01.07.2011
Dans le cadre de ce projet, le BRGM a la mission de réaliser une expertise relative aux risques de submersion marine de la ville d’Andernos-les-Bains, particulièrement sujette aux inondations.

Contexte de réalisation

Dans le cadre des missions de l’Observatoire de la Côte Aquitaine telles qu’elles sont définies par le CPER 2007-2013 (Contrat de Projet Etat-Région), le SIBA (Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon) a chargé le BRGM, dès le mois de mars 2009, de réaliser une expertise relative aux risques de submersion marine à Andernos-les-Bains (Gironde). Cette commune a en effet été inondée à plusieurs reprises, notamment lors des derniers évènements climatiques Klaus (24/01/2009) et Xynthia (27-28/02/2010).

Simulation de l’évènement Klaus (24/01/2009), niveaux d’eau maximums

Objectif

Il s’agissait de pouvoir fournir les éléments nécessaires au dimensionnement des ouvrages de protection contre la submersion marine à Andernos-les-Bains. Programme des travaux

Cette expertise a été réalisée en 3 phases :

  • la 1ère phase, lancée après la tempête Klaus, a fait l’objet d’avis et recommandations concernant la submersion et le rôle des ouvrages de protection ;
  • la 2ème phase, réalisée en collaboration avec le CETMEF, présente de façon générale différentes méthodes de protection vis-à-vis des submersions ;
  • dans la 3ème phase, une méthodologie de modélisation a été mise en œuvre afin de reproduire les altitudes maximales du plan d’eau, ainsi que le clapot et les courants à l’intérieur du Bassin d’Arcachon, et en particulier au droit d’Andernos-les-Bains, lors des évènements climatiques extrêmes ayant causé des submersions marines. Ensuite, la calibration et la validation de la modélisation numérique dans le Bassin d’Arcachon a été détaillée. 

Résultats obtenus

L’utilisation chainée de deux modèles numériques, l’un simulant les niveaux d’eau et les courants (MARS) et l’autre simulant l’agitation (houle, clapot et surcote liée aux vagues, SWAN) a permis de simuler les altitudes maximales du plan d’eau générées par des évènements climatiques extrêmes. Ces modèles ont été validés grâce aux données fournies par le laboratoire EPOC (Université Bordeaux 1, UMR CNRS 5805). 

Trois scénarii ont été simulés : la tempête Klaus du 24/01/2009, la tempête Xynthia du 27-28/02/2010 et un évènement potentiel caractérisé par les conditions météorologiques extrêmes de Klaus et les niveaux de marée extrêmes de Xynthia. L’intérêt de cette méthodologie est de calculer les altitudes maximales du plan d’eau, en tenant compte à la fois de la surcote atmosphérique, des niveaux de marée et de la surcote liée aux vagues (setup). Bien que la surcote liée aux vagues puisse contribuer considérablement à la surcote totale, de nombreuses études n’en tiennent pas compte en raison de la difficulté à la quantifier. 

A l’issue des simulations, les altitudes maximales du plan d’eau simulées à Andernos-les-Bains sont de 3.28 m à 5h le 24/01/2009 (Klaus), 3.83 m à 5h le 28/02/2010 (Xynthia) et 4.45 m lors du pic de la tempête d’un scénario extrême imaginé. Par ailleurs, les simulations mettent en évidence :

  • l’influence du niveau de marée sur le fetch et donc sur la formation du clapot ;
  • la part importante de la surcote liée à la houle dans la surcote totale et donc son rôle considérable sur le processus de submersion marine ;
  • une surcote liée à la houle homogène sur l’ensemble du Bassin ;
  • l’influence de la morphologie de la lagune sur les altitudes du niveau d’eau ;
  • l’importance de la précision des données météorologiques pour modéliser la surcote atmosphérique.

Ces résultats de simulation peuvent être utilisés afin de caractériser l’aléa submersion marine à l’intérieur du Bassin d’Arcachon, mais nécessitent une interprétation par un expert. D’autre part, cette modélisation ne prenant pas en compte l’évolution morphologique des passes et des chenaux de la lagune, son actualisation à partir de données bathymétriques plus récentes est à envisager afin de préciser l’aléa. 

Il est important de souligner que ces résultats sont basés sur des évènements climatiques exceptionnels passés. Dans le contexte de changement climatique actuel, il semble judicieux d’approfondir l’étude des périodes de retour de tels évènements. L’évolution probable de ces périodes de retour au cours des prochaines décennies, ainsi que les différents scénarii de montée du niveau marin, sont à considérer, afin de gérer de façon durable le risque de submersion marine.

A la suite de cette étude, l’Etat (DREAL, DDTM33, DDTM40, DDTM64) a confié au BRGM en 2011 la mission de poursuivre la modélisation des surcotes marines, afin de caractériser les risques de submersion marine sur les communes littorales aquitaines pour lesquelles des PPR inondation sont prescrits. 

Partenaires

  • Observatoire de la Côte Aquitaine
  • FEDER
  • SGAR, DREAL
  • Région Aquitaine Départements de la Gironde, des Landes et des Pyrénées Atlantiques
  • SIBA
  • ONF
  • CETMEF
  • Université Bordeaux 1 (laboratoire EPOC)
  • GIP Littoral Aquitain
BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34