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Vue aérienne prise à 250m d'altitude de l'érosion active des falaises côtières du Pays de Caux, entre Le Havre et le port pétrolier d'Antifer (Seine-Maritime, 2004). © BRGM - Guillaume Bertrand

Tests méthodologiques pour l’évaluation des impacts hydromorphologiques d’aménagements côtiers en Normandie

11.08.2016
Dans le cadre de la mise en place, au niveau national, de la surveillance hydromorphologique des masses d’eau côtières de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE), 5 indicateurs, relatifs à différentes pressions ou activités anthropiques, ont été proposés. Dans ce contexte, ce projet, réalisé avec l’appui de l’Agence de l’eau Seine-Normandie, a cherché à développer et à tester sur des sites littoraux normands une ou des méthodes d’évaluation de deux de ces indicateurs, relatifs aux impacts des aménagements littoraux. Ces deux indicateurs visent à quantifier d’une part, la longueur de côte de chaque masse d’eau impactée par la présence d’aménagements côtiers et d’autre part, la surface de la masse d’eau pour laquelle les vagues et les courants sont modifiés par la présence d’aménagements anthropiques.

Pour ce faire, deux approches différentes ont été appliquées selon l’indicateur considéré. Les travaux relatifs à l’évaluation de la longueur de côte sous influence d’aménagements ont été entrepris sur quatre sites test normands, présentant différents types de côte et d’aménagements (le Havre de la Sienne, Utah Beach, la côte d’Arromanches-les-Bains à Ouistreham et Criel-sur-Mer). Pour les modifications des vagues et des courants, en l’absence de données pertinentes sur les sites d’étude, une modélisation hydrodynamique a été utilisée sur un site théorique, avec et sans ouvrage transversal.

Plage aménagée (perré et épis en enrochements) à Coutainville (Manche) © BRGM – R. Paskoff

Plage aménagée (perré et épis en enrochements) à Coutainville (Manche). © BRGM - R. Paskoff

Contexte

Dans le cadre de la mise en place de la surveillance hydromorphologique des masses d’eau côtières métropolitaines de la DCE (Directive Cadre sur l’Eau), cinq indicateurs de pressions ont été proposés (Rapport BRGM RP-61799-FR). Diverses sources de données existantes permettent d’évaluer dès à présent trois de ces indicateurs à l’échelle métropolitaine. L’évaluation des deux indicateurs restants, relatifs aux impacts des aménagements littoraux, nécessitent en revanche des données hydrodynamiques et morphologiques fines qui n’existent pas à l’échelle nationale.

Ces deux indicateurs sont définis comme suit :

  • Indicateur n°2 "Modification des échanges sédimentaires à la côte" : la longueur de linéaire côtier où la sédimentation est modifiée (érosion, accrétion) en conséquence de la présence d’ouvrages ou d’interventions anthropiques (rechargement, exploitation, etc.) par rapport à la longueur totale de linéaire côtier de chaque masse d’eau ;
  • Indicateur n°3 "Modification des courants et des vagues" : la surface au droit de laquelle l’hydrodynamisme (courants, vagues) est modifié par la présence d’ouvrages par rapport à la surface de la masse d’eau.

Objectifs

Dans ce contexte, le service "Littoral et Mer" de l'Agence de l'eau Seine-Normandie et le BRGM se sont associés pour la réalisation d’un projet visant à développer et tester des méthodes permettant l’évaluation de ces deux indicateurs pour quelques sites d’étude normands, à partir de données existantes.

Programme des travaux

Les travaux méthodologiques, relatifs à l’indicateur n°2 "Modification des échanges sédimentaires à la côte", ont été effectués sur quatre sites d’étude normands sélectionnés pour le projet (le Havre de la Sienne, Utah Beach, la côte d’Arromanches-les-Bains à Ouistreham et Criel-sur-Mer) et présentant différents types d’aménagements, dans différents contextes hydromorphologiques.

En revanche, il n’a pas été possible, sur ces sites, de travailler sur l’évaluation de l’indicateur n°3 "Modification des courants et des vagues", principalement par manque de données sur les conditions hydrodynamiques et sur leurs éventuelles modifications par les aménagements anthropiques. En première approche, notre choix s’est alors porté sur l’utilisation d’un modèle numérique, XBeach, pour simuler une configuration simple et idéalisée, avec présence d’un ou plusieurs épis. Ecart relatif des champs de courants entre les configurations avec et sans épi (pourcentage de modification des vitesses de courant).

Exemple de résultat obtenu par simulation numérique : Ecart relatif des champs de courants entre les configurations avec et sans épi (pourcentage de modification des vitesses de courant).

Résultats obtenus

Les travaux entrepris sur les sites d’étude, pour l’indicateur n°2 "Modification des échanges sédimentaires à la côte", montrent que sur les côtes sableuses ou à falaises meubles, relativement rectilignes, il est globalement possible, à partir des ortho-photos et des données LIDAR, d’identifier les longueurs de côte impactées par des aménagements. En contexte sableux estuarien, cette évaluation n’a pas été possible du fait de la relative complexité de la dynamique hydro-morpho-sédimentaire de tels sites. Pour les côtes à falaises dures, les zones d’impact peuvent être évaluées si des études menées sur le long terme et dédiées à cette problématique existent. Elles sont encore assez rares et localisées.

Pour l’indicateur n°3 "Modification des courants et des vagues", la comparaison des résultats numériques, obtenus pour les mêmes conditions sans et avec épi, ont permis d’identifier et de qualifier les modifications des vagues, des courants et de la morphologie de la plage induites par l’ouvrage. Ces premiers résultats montrent qu’un modèle numérique permet d’évaluer l’emprise des modifications de paramètres hydro-sédimentaires qui ne sont pas observables dans la nature sans campagne d’observation lourde. Si des mesures de terrain sont indispensables pour connaitre précisément l’environnement et adapter finement les modèles, des études de modélisation relativement simples peuvent ainsi permettre de progresser sur l’évaluation de l’indicatuer n°3 "Modification des courants et des vagues" à l’échelle des masses d’eau.

Visualisation des données LiDAR entre Courseulles/Mer et Bernières/Mer (données RGE Alti de l’IGN). Localisation du profil topographique extrait entre A et B.

Visualisation des données LiDAR entre Courseulles/Mer et Bernières/Mer (données RGE Alti de l’IGN). Localisation du profil topographique extrait entre A et B.

Ces résultats confirment que l’évaluation à l’échelle nationale de ces deux indicateurs, relatifs aux impacts morphologiques et hydrodynamiques des aménagements littoraux, semble difficile dans l’état actuel des connaissances. Des efforts de recherche sur des sites réels aménagés doivent donc être encore entrepris à des échelles locales, afin d’améliorer la compréhension et la quantification des impacts hydro-morpho-sédimentaires des aménagements littoraux.

Partenaire

Agence de l’eau Seine-Normandie

RAPPORT PUBLIC

  • BRGM/RP-64951-FR - Tests méthodologiques pour l’évaluation des impacts hydromorphologiques d'aménagements côtiers en Seine-Normandie dans le cadre de la DCE. Rapport final - Télécharger le rapport
BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34