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La Camargue. Un chenal entre les étangs de la plaine deltaïque du Rhône (Les-Saintes-Maries-de-la-Mer, Bouches-du-Rhône, 2007). © BRGM - François Michel

Modélisation de la submersion marine en Camargue

25.10.2017
Le littoral de la Camargue est un territoire particulièrement vulnérable aux risques côtiers tels que l’érosion côtière et la submersion marine. Son évolution morphologique future est fortement dépendante de l’élévation du niveau de la mer attendue au cours du XXIème siècle. C’est également un territoire où les réflexions et les initiatives sont nombreuses et nécessitent une action coordonnée des acteurs publics pour une meilleure gestion de la bande littorale et une meilleure prise en compte de l’exposition au risque d’érosion des plages et de submersion marine des côtes.

Modèle numérique de terrain terre-mer du delta de la Camargue. © BRGM

Modèle numérique de terrain terre-mer du delta de la Camargue. © BRGM

Contexte

C’est pour répondre à ce besoin que la Direction Départementale des Territoires de la Mer (DDTM) des Bouches-du-Rhône (Pôle Stratégie et Gestion du Domaine Public Maritime et Pôle Risques Naturels) a sollicité le BRGM.

Objectif

L’objectif est de développer un modèle numérique pour la réalisation de simulations dynamiques de submersion marine, conséquence de tempêtes impactant le littoral camarguais. Le modèle doit permettre d’évaluer de manière précise l’extension de la submersion marine sur les surfaces terrestres de la Camargue et du golfe de Fos-sur-mer, pour des échéances actuelle et future, en prenant en compte une remontée du niveau marin liée au changement climatique global et d’apporter ainsi des éléments d’aide à la décision à la DDTM des Bouches-du-Rhône. Il permet également de tester différents scénarios d’aménagements (abandon ou construction de digues) pour la gestion du risque de submersion marine en Camargue.

Programme des travaux

Le modèle a été construit à partir de la collecte de données bathymétriques et topographiques précises permettant de représenter le milieu spécifique de la Camargue, une zone basse avec des points topographiques hauts au niveau des digues et des routes. Des levés topographiques spécifiques ont été réalisés. Les travaux ont également nécessité le développement de nouveaux outils et d’algorithmes pour reconstituer les caractéristiques topographiques et pouvoir les prendre en compte dans les simulations sur une grande échelle spatiale.

Des scénarios de forçages météo-marins ont été définis sur la base d’une analyse statistique conjointe des caractéristiques de vagues et des niveaux marins, conformément aux recommandations du guide d’élaboration des PPRL (Ministère chargé de l’Environnement, 2014). Cette analyse a conduit à la définition de cinq combinaisons de hauteurs significatives de vagues et de niveaux d’eau et de leurs paramètres associés pour caractériser des évènements de période de retour centennale.

Par ailleurs, une analyse des incertitudes sur les données topographiques et hydrodynamiques utilisées et des intervalles de confiance liés aux méthodes probabilistes employées a été réalisée.  Suite à cette analyse, une marge de 0,25 m a été ajoutée aux niveaux d’eau de référence, conformément aux préconisations du Ministère chargé de l’Environnement pour l’élaboration des Plans de Prévention des Risques Littoraux.

Résultats obtenus

La chaîne de modélisation implantée pour représenter l’ensemble des processus hydrodynamiques comprend la modélisation des vagues, des niveaux d’eau, des courants et de la submersion marine sur le territoire étudié.

Des simulations de l’évènement de tempête du 6 au 10 novembre 1982 ont été réalisées sur la base d’observations relevées lors de cet évènement et de mesures des niveaux d’eau dans le système d’étangs du Vaccarès.

Les résultats montrent que le modèle est pertinent à l’échelle de la Camargue, pour laquelle il fournit une représentation satisfaisante des phénomènes, mais qu’il reste perfectible sur les secteurs où le franchissement de paquets de mer constitue le mode dominant des processus de submersion, en particulier sur les secteurs urbanisés du village des Saintes-Maries-de-la-Mer.

Le modèle opérationnel a été utilisé pour simuler une série de scénarios afin de caractériser l’aléa submersion marine à différentes occurrences, et ce conformément à la Directive Inondation :

  • Evènement fréquent (10 ans) ;
  • Evénement moyen (100 ans) ;
  • Evènement moyen avec changement climatique (100 ans à échéance 2100) ;
  • Evènement extrême (1 000 ans).

Par la suite, cinq scénarios complémentaires d’un évènement moyen (période de retour 100 ans) ont été simulés pour tester les conséquences de défaillance dans les ouvrages de protection contre la mer en Camargue.

Schéma des différentes contributions au niveau du plan d’eau lors d’une tempête (surcotes) jusqu’au rivage.  © BRGM

Schéma des différentes contributions au niveau du plan d’eau lors d’une tempête (surcotes) jusqu’au rivage.  © BRGM

Ces scénarios ont été établis en concertation avec les acteurs et les gestionnaires des territoires littoraux camarguais (Parc naturel régional, Conservatoire du Littoral, SYMADREM).

La modélisation dynamique mise en place a permis de quantifier l’exposition du delta de Camargue à l’aléa submersion marine, et ainsi de détecter les points de faiblesses des systèmes de défense contre la mer.

Un scénario a également porté spécifiquement sur le tracé de la future digue à la mer, qui constitue la principale défense contre la submersion marine en Camargue.

Les résultats de l’étude viennent ainsi conforter scientifiquement les démarches de l’État en partenariat avec les collectivités de ce territoire sensible vis-à-vis du risque inondation par submersion marine.

Levé topographique par GPS centimétriques sur les digues en terre de Camargue.  © BRGM (juillet 2015)

Levé topographique par GPS centimétriques sur les digues en terre de Camargue.  © BRGM (juillet 2015)

Illustration de la dynamique de submersion les 7 et 8 novembre 1982. La digue à la mer est figurée en trait continu rouge. Des flèches précisent les entrées d’eau préférentielles. © BRGM

Illustration de la dynamique de submersion les 7 et 8 novembre 1982. La digue à la mer est figurée en trait continu rouge. Des flèches précisent les entrées d’eau préférentielles. © BRGM

PARTENAIRE

Direction Départementale des Territoires et de la Mer des Bouches-du-Rhône

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