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Vue sur les maars de Moya situés en Petite-Terre (Moya, Mayotte, 2012). © BRGM - Dominique Tardy

CYCLOREF - Définition des données cycloniques de référence sur les façades littorales de Mayotte et cartographie du risque de submersion marine

24.07.2015
Le littoral de Mayotte concentre de forts enjeux humains, environnementaux et socio-économiques. Cet espace est pourtant fortement exposé aux aléas de submersions marines d’origine cyclonique. Le projet CYCLOREF a pour objectif de caractériser et de quantifier cet aléa submersion marine à l’échelle de l’île. Le projet s’est appuyé sur 20 cyclones historiques ayant impacté le littoral Mahorais.

Chacun de ces cyclones a fait l’objet d’une ré-analyse en terme de trajectoire et d’intensité au regard des dernières données météorologiques disponibles. Ces "Best-tracks" ont ensuite fait l’objet d’une modélisation météorologique (modèle paramétrique de Holland), cette dernière permettant le forçage de modèles océanographiques de génération/propagation de houles cycloniques et d’un modèle hydrodynamique permettant de reproduire l’onde de tempête à l’intérieur du lagon Mahorais. 

Le projet a également permis la modélisation de cyclones de synthèse générés par des décalages équiprobables de trajectoires sur des cyclones historiques.

Modélisation des processus dans le lagon de Mayotte (surcote, houle, setup)  lors du passage du cyclone KAMISY. © BRGM

Modélisation des processus dans le lagon de Mayotte (surcote, houle, setup)  lors du passage du cyclone KAMISY. © BRGM

Contexte 

En 2004, le BRGM a produit une première cartographie de "l’aléa cyclonique" basée sur les valeurs de surcote atmosphérique modélisées par Météo-France. 

En 2007, une modélisation de la houle a été réalisée mais les méthodes utilisées alors d’une part ne permettaient pas de prendre en compte les spécificités hydrodynamiques de Mayotte, dont le lagon peut subir des phénomènes d’ensachage (phénomène d’élévation du niveau moyen de l’eau d’un lagon, sous l’effet de la houle) en période cyclonique et, d’autre part, ces méthodes pouvaient conduire à surestimer l’occurrence des phénomènes alors même que les enjeux, notamment dans les zones urbaines, sont extrêmement importants à Mayotte.

Objectif

A la demande de la DEAL Mayotte, le projet CYCLOREF a été développé afin de caractériser des conditions de mer de référence à l’intérieur du lagon de Mayotte (phase 1), puis de modéliser et cartographier l’aléa de submersion marine sur le littoral Mahorais (phase 2).

Programme des travaux

Les objectifs de la phase 1 de CYCLOREF sont :

  • l’analyse, la sélection des systèmes tropicaux et la modélisation des champs de vents ;
  • la modélisation de la surcote et des vagues de référence (20 scénarios) ;
  • la définition des conditions de référence (surcote et vagues) sur le littoral (évènements d’ordre centennal et décennal).

La phase 2 de CYCLOREF a pour objectifs :

  • la modélisation de la submersion marine par mise en place de modèles vagues à vagues 1D et 2D sur le littoral Mahorais ;
  • la cartographie de l’aléa submersion sur le littoral.

Résultats obtenus

La première phase du projet a permis l’identification d’une vingtaine de cyclones historiques ayant impacté le littoral Mahorais. L’identification de ces météores a été réalisée par l’exploitation des données bibliographiques et par l’analyse des bases de données cycloniques mondiales (IBtracks). En cours de projet, le Cyclone Hellen est venu impacter l’île de Mayotte (mars 2014). Ce système a, par la suite, été intégré à l’étude et a permis un travail de calibration des outils.

Météo-France a ensuite ré-analysé les données météorologiques historiques de certains cyclones. Ce travail a pu être réalisé grâce à l’ouverture récente à la communauté scientifique des données de nombreux satellites géostationnaires de la période précédant 1998. 10 cyclones ont ainsi pu bénéficier de ce travail. Les champs de vent et de pression ont ensuite été générés à partir du modèle analytique de Holland. Pour les systèmes ré-analysés, les extensions de vent ont été paramétrées afin de prendre en compte une structure asymétrique du champ de vent et de pression (4 quadrants/ 3 vitesses de vent). Pour les systèmes non ré-analysés, une asymétrie dépendante du déplacement du système a été considérée.

Afin de simuler les conditions hydrodynamiques (vagues et niveau d’eau) dans le lagon de Mayotte, le BRGM a ensuite mis en place une chaine de modélisation. La marée et la surcote atmosphérique ont été simulées à l’aide du modèle MARS-2DH sur une grille côtière centrée sur Mayotte. Un modèle de génération/propagation des houles cycloniques a été développé pour calculer la houle hauturière. Un modèle SWAN a ensuite été utilisé pour simuler les vagues en zone côtière ainsi que le setup généré par le déferlement sur le récif dans le lagon. Un couplage MARS-2DH/SWAN a permis de prendre en compte le niveau d’eau le plus réaliste possible, au niveau du récif et dans le lagon, dans les simulations des vagues.

Une analyse statistique des résultats des simulations a finalement autorisé la détermination de l’occurrence des états de mer (Hs, surcote) en différents points caractéristiques à l’intérieur et à l’extérieur du lagon.

Détermination de l’occurrence des états de mer (Hs et Smax) en 8 points caractéristiques (dans et en dehors du lagon).

Détermination de l’occurrence des états de mer (Hs et Smax) en 8 points caractéristiques (dans et en dehors du lagon).

Partenaires

DEAL Mayotte et Météo-France 

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34