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Digues protégeant les entrées de ports en empêchant par endroit le transfert naturel du sable (dérive littorale). Le secteur de Capbreton montre une érosion importante au sud du courant (Capbreton, Landes, 2007). © Laurent Mignaux - MEDDE

Estimation des aléas submersion pour les Plans de Prévention des Risques Littoraux : Travaux du BRGM

25.10.2017
Les plans de prévention des risques littoraux (PPRL) constituent une déclinaison opérationnelle de la stratégie nationale de gestion des risques d’inondations (SNGRI), qui fait suite à la directive européenne inondation. La circulaire du 02 août 2011 identifie 303 communes concernées par un PPR littoral prioritaire. Afin d’accompagner la réalisation de ces PPRL, la Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR) du Ministère chargé de l’Environnement a élaboré un nouveau guide méthodologique (publié en 2014). Ce guide détaille la démarche générale de réalisation d’un PPRL, la méthode de caractérisation et de qualification des aléas considérés (submersion marine, recul du trait de côte, migration dunaire), l’étude des enjeux sur le territoire concerné et l’élaboration du dossier en lien avec le guide PPR général.

La Faute-sur-Mer (85) le 28/02/2010 (tempête Xynthia). © Jean-Paul Bichon

La Faute-sur-Mer (85) le 28/02/2010 (tempête Xynthia). © Jean-Paul Bichon

Objectifs

Les PPRL actuels suivent les recommandations du guide de 2014, dont un des objectifs est de représenter de façon réaliste l’aléa submersion marine. Les apports les plus notables du guide de 2014 concernent la recherche historique, la détermination de l'évènement naturel de référence, la prise en compte des ouvrages de protection, la cartographie de l'aléa « submersion marine » et une première prise en compte du changement climatique. En ce qui concerne en particulier la cartographie de l’aléa submersion marine, la méthode de superposition du niveau marin de référence à la topographie prônée par le guide de 1997 est conservée, mais ne constitue à présent qu'une première étape d’analyse de la submersion réalisée à titre informatif. Cette première analyse doit désormais être complétée par une caractérisation de la dynamique de la submersion (entrées d’eau, vitesse d’écoulement, durée de la submersion), à dires d’expert ou par modélisation numérique, dans des configurations géomorphologiques complexes possédant notamment des structures de protection côtière pour lesquelles des hypothèses de défaillance doivent être envisagées. Enfin, la prise en compte du changement climatique se fait à deux échéances : aléa « actuel » et « à l’horizon 2100 » avec l’ajout respectivement de 20 et 60 cm au niveau marin ou à l’événement de référence déterminé, au titre de l’élévation du niveau de la mer.

Programme des travaux

De 2010 à 2014, le BRGM a contribué, pour le compte de le DGPR, à l’élaboration du guide 2014 pour l’estimation des aléas pour le PPRL. En 2016, il a également réalisé une analyse des estimations de recul maximal du trait de côte lié à un évènement majeur (Lmax) faites dans des études PPRL (retour d’expérience).

Par ailleurs, depuis la sortie du nouveau guide, le BRGM a réalisé des travaux d’estimation des aléas recul du trait de côte, submersion, voire migration dunaire, pour plusieurs PPRL. Les aléas « submersion marine » ont ainsi été caractérisés et cartographiés pour les PPRL suivants : Bassin d’Arcachon, Hendaye, Saint-Jean-de-Luz, La Réunion et Dieppe.

En outre, le BRGM a réalisé des travaux d’estimation des évènements de référence pour 3 PPRL des Landes (Mimizan, Capbreton-Hossegor, Bourret-Boudigau) et est intervenu en Assistance à Maitrise d’Ouvrage pour l’estimation de l’aléa submersion marine pour le PPRL de Mimizan.

En 2016, les travaux dédiés à l’estimation d’aléas dans le cadre de PPRL ont représenté une part significative des travaux du BRGM sur les risques littoraux. Les études d’estimation d’aléa submersion étant à accès différé en raison des procédures de concertation et d’approbation propres aux PPRL, seuls quelques rapports sur ce sujet sont d’ores et déjà publics.

Résultats obtenus

En Aquitaine, le BRGM a été sollicité par la DREAL et les Directions Départementales des Territoires et de la Mer (DDTM) de Gironde et des Pyrénées Atlantiques pour cartographier l’aléa submersion marine dans le cadre de l’élaboration des PPRL des territoires concernés.

L’élaboration des cartes d’aléa submersion marine à une échelle 1/10 000ème (voire 1/5 000ème par endroits) pour les PPRL a conduit le BRGM à développer et à mettre en œuvre une méthodologie innovante et complète aux échelles régionale et locale recommandée dans le guide méthodologique du Ministère chargé de l’Environnement (2014). La diversité géomorphologique (milieu lagunaire, littoral rocheux ou sableux, baie, estuaire) expose le littoral aquitain à des types variés de submersion marine impliquant différents processus :

  • débordement du plan d’eau anormalement élevé sous l’effet de surcotes atmosphérique et/ou liée aux vagues, éventuellement combinées à des niveaux de marée importants (vives-eaux) ;
  • franchissement de paquets de mer lorsque l’effet des vagues est prépondérant par rapport à celui de l’élévation du plan d’eau ;
  • rupture d’ouvrages de protection (digues, levées…) et/ou de cordons dunaires.

La particularité de la méthodologie repose sur une approche technique complète comprenant :

  • la production d’un jeu de données de niveaux marins au large (simulations rétrospectives), avec une couverture spatio-temporelle (30 ans) permettant de compenser l’insuffisance de mesures marégraphiques locales ;
  • la réalisation d’analyses statistiques dites de « probabilités conjointes » permettant de déterminer les conditions météo-marines des évènements naturels de référence à partir de la combinaison des caractéristiques de vagues et de niveaux marins au large ;
  • l’utilisation de formules empiriques ou la mise en œuvre de modélisations numériques adaptées à chaque type d’environnement et processus impliqués (débordement, franchissement de paquets de mer, rupture d’ouvrages de protection) pour reproduire la propagation de la submersion marine.

Cette méthodologie comprend également une approche historique associée à une expertise de terrain indispensables afin de reconstituer les submersions passées (recherche dans les archives, témoignages, etc.) et d’améliorer la compréhension des processus locaux (entrée d’eau préférentielle, défaillance des ouvrages de protection côtière, etc.). Cette analyse mène, le cas échéant, à prendre en compte les éventuelles conjonctions de submersion marine avec des inondations fluviales et la combinaison des divers aléas côtiers (submersion marine, recul du trait de côte, migration dunaire).

En 2016, les travaux réalisés pour la DDTM de Gironde sur la caractérisation de l’aléa submersion marine dans le cadre du PPRL du Bassin d’Arcachon ont été rendus publics. L’aléa submersion marine a été estimé pour 10 communes du pourtour du Bassin : Andernos-Les-Bains, Arcachon, Arès, Audenge, Biganos, Gujan-Mestras, Lanton, La-Teste-de-Buch, Lège – Cap Ferret et Le Teich. Des cartes d’aléa, de hauteur d’eau et de vitesse d’écoulement ont ainsi été produites à l’échelle 1/10 000. Toutes les cartes sont accessibles sur le lien suivant :  http://www.gironde.gouv.fr/Politiques-publiques/Environnement-risques-naturels-et-technologiques/Prevention-des-risques/Concertation-en-cours-PPRSM-du-Bassin-d-Arcachon/Quel-risque-chez-moi.

En Aquitaine, pour les PPRL, c’est l’État qui se charge de la caractérisation des enjeux. Leur croisement avec les cartes d’aléas fournies par le BRGM conduit aux cartes de risques nécessaires à l’élaboration des cartes de zonage et à l’établissement de la réglementation PPRL.

Emprises géographiques des grilles de calcul sur le Bassin d’Arcachon. Grille R0 (résolution 50 m en jaune) et 3 grilles R1 (résolution 12 m) des secteurs Sud (en rouge), Nord (en vert), et Ouest (en bleu) du Bassin. © BRGM. (Mugica et al., 2016, RP-64807-FR)

Emprises géographiques des grilles de calcul sur le Bassin d’Arcachon. Grille R0 (résolution 50 m en jaune) et 3 grilles R1 (résolution 12 m) des secteurs Sud (en rouge), Nord (en vert), et Ouest (en bleu) du Bassin. © BRGM. (Mugica et al., 2016, RP-64807-FR)

Illustration de la dynamique de la submersion pour l’évènement naturel actuel avec le scénario de défaillances sur Arcachon et La Teste-de-Buch. Les cartes présentent les hauteurs d’eau (m). © BRGM. (Mugica et al., 2016, RP-64807-FR)

Illustration de la dynamique de la submersion pour l’évènement naturel actuel avec le scénario de défaillances sur Arcachon et La Teste-de-Buch. Les cartes présentent les hauteurs d’eau (m). © BRGM. (Mugica et al., 2016, RP-64807-FR)

Comparaison de l’aléa de l’évènement naturel actuel pour les scénarios de ruine généralisée et d’état fonctionnel des structures de protection côtière sur la commune de La-Teste-de-Buch. © BRGM. (Mugica et al., 2016, RP-64807-FR)

Comparaison de l’aléa de l’évènement naturel actuel pour les scénarios de ruine généralisée et d’état fonctionnel des structures de protection côtière sur la commune de La-Teste-de-Buch. © BRGM. (Mugica et al., 2016, RP-64807-FR)

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RAPPORT PUBLIC

BRGM/RP-64807-FR - Caractérisation de l'aléa submersion marine dans le cadre des PPRL du Bassin d'Arcachon - Télécharger le rapport

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