Impacts de tsunamis : une cartographie prédictive des submersions à Mayotte

Bonjour, Anne Lemoine, vous êtes sismologue, chercheuse à la Direction des risques et prévention. Et vous faites partie des spécialistes qui travaillent sur le risque sismique de Mayotte. Que s'y passe-t-il, à Mayotte ?

-Merci. Alors, depuis le mois de mai 2018, Mayotte est le siège d'un phénomène exceptionnel... au niveau géologique. Ça a commencé par des séismes très importants pour la zone qui n'était pas habituée à subir une telle sismicité. Il y a eu divers phénomènes observés. Ça a abouti à la découverte d'un nouveau volcan qui est le plus gros volcan effusif observé depuis 1783. Donc, c'est un bel édifice. Et donc, il se trouve que le BRGM était le seul institut à avoir des stations sismiques sur l'île, sur place. et à avoir une direction régionale aussi. Donc, le temps que la communauté, l'État s'organise pour mettre en place ce qu'on appelle le REVOSIMA, le réseau de surveillance dédié, c'est le BRGM qui a été chargé de suivre ces phénomènes au départ. Une vraie fierté, d'ailleurs. Et donc, j'imagine qu'au regard de ce que vous avez découvert, la question des risques s'est posée. Pouvez-vous nous en parler ?

-Oui, la question des risques s'est posée tout de suite, effectivement. D'autant plus que, comme vient d'en parler Gilles, au BRGM, on est sensibles à un certain nombre de ces sujets, risques sismiques, tsunamis, etc. Et, en fait, dès le départ du phénomène, on s'est posé des questions par rapport à de potentiels impacts. Après, je vais plus spécifiquement parler des tsunamis. En tant que sismologue, je faisais partie de l'équipe qui suivait la séquence sismique, au départ, du phénomène. Et je fais aussi partie de l'équipe de tsunami du BRGM. Et, dans cette équipe, il y avait un collègue, Rodrigo Pedreros, qui avait travaillé auparavant sur une étude... d'estimation de la submersion liée à des cyclones. Donc, il connaissait le territoire, ainsi que les données nécessaires à une bonne prise en compte des spécificités pour bien simuler la submersion liée aux cyclones. Donc, assez rapidement, dès mars 2019, il y a des modèles préliminaires de tsunamis qui ont été construits. Et après la découverte du nouveau volcan, en mai 2019, le ministère de l'Environnement a chargé le BRGM d'une étude exploratoire d'évaluation d'impact tsunami à travers des modélisations de 3 types de sources de tsunamis, source sismique, source via des glissements sous-marins et source liée à de potentiels effondrements de réservoirs magmatiques. Et quels résultats vous avez pu avoir grâce à cette étude ?

-En fait, lors de ce travail exploratoire, on a proposé une soixantaine de scénarios différents. Et pour chacun de ces scénarios, on a construit des modèles de tsunamis. Alors, sur l'écran, on voit un petit film qui représente la propagation du tsunami au voisinage de Mayotte. Là, on est sur un scénario. C'est un modèle numérique. Donc, on a imaginé une source de tsunamis qui se trouve être un glissement à l'est de Mayotte. Un glissement plutôt important. On a "maximinisé" les hypothèses pour, on va dire, rester conservatif. Donc, là, les couleurs représentent l'amplitude des vagues. Les petites flèches représentent les vitesses de l'eau. Et ce qu'on peut voir sur cette vidéo, par exemple, c'est que le récif est souligné par la propagation du tsunami, parce que le tsunami, en arrivant sur le récif qui borde le lagon, dissipe une partie de son énergie. Donc, on voit avec ce genre de film la manière dont peut se comporter un tsunami. Et donc, on a décliné les 60 scénarios. Et puis, pour les scénarios les plus impactants, des simulations plus haute résolution ont été menées afin d'estimer de manière la plus réaliste possible la submersion potentiellement associée. Donc, en fait, Mayotte, c'est un territoire particulièrement difficile pour modéliser des tsunamis. En fait, élaborer des modèles de tsunamis comme ceux qu'il faudrait faire dans l'idéal ça représente un certain nombre de challenges, techniquement parlant. D'une part, on est dans le cadre d'un phénomène qui est actif, avec des sources tsunamigènes...

-Ça bouge tout le temps. Ça bouge et il y a des sources qui sont proches de l'île. Donc, il ne faut pas qu'on rate une hypothèse, quelque part. Et puis, techniquement, en termes de modèle hydrodynamique, on est contraint par l'utilisation de certaines règles. Les sources étant proches, on doit aller vers certains outils de modélisation qui sont très spécifiques et très pointus. D'autres spécificités comme le fait que les dimensions des sources tsunamigènes sont plutôt petites au regard de l'épaisseur de l'eau au-dessus des sources nous obligent à utiliser des modèles assez pointus et à élaborer des modélisations numériques assez complexes. Et, en parallèle de ce projet exploratoire, des projets de recherche ont été menés. Notamment dans le cadre de collaborations avec des collègues de l'Institut de Physique du Globe de Paris. Donc, à travers la thèse, notamment, de Pablo Poulain. Une thèse qui est codirigée par notamment Gilles et des collègues de l'Institut de Physique du Globe de Paris. Donc, on a intégré un nouveau niveau de complexité. Et ce niveau de complexité est représenté ici sur cette vidéo. L'image en haut à gauche représente une image de la source. En rouge, c'est la zone de la pente qui va être déstabilisée, c'est-à-dire qui va...

-Se décrocher. Et, sur la vidéo, on voit en ombre au fond de l'eau... le déroulement de cette déstabilisation des sédiments le long de la pente. Et, en parallèle... Le fait que les sédiments glissent le long de la pente, ça va déstabiliser la colonne d'eau, ça va générer un tsunami. Et le tsunami va se propager dans le bassin. Et, ce que l'on voit sur cette vidéo, c'est que, dans cette hypothèse, qui intègre la dynamique, c'est-à-dire l'histoire de l'écoulement du glissement, le glissement n'a pas terminé de descendre que les 1res vagues arrivent déjà à la côte. Donc, la dynamique du phénomène est très complexe et nécessite numériquement d'avoir les outils tout à fait adaptés.

-Oui...

-Au risque de mal évaluer l'impact. Et du coup, d'avoir une mauvaise prédiction. Justement, ces outils sont-ils complètement au point ? Alors, les outils... Pour mener à bien cette simulation, il y a de 1ers développements qui ont été établis, c'est-à-dire que des codes ont été couplés, des codes de modèles. Notamment un modèle qui travaillait sur la manière dont le glissement dévalait les pentes qui a été couplé avec un code qui travaillait sur la manière dont le tsunami se propageait dans ce bassin très spécifique, avec un récif sur lequel les vagues peuvent déferler. Des spécificités même au niveau des côtes, très particulières. Et, pour aller au-delà, en fait, ce qu'il faudrait, c'est avoir un effet plus intégrateur, avoir des codes qui soient aussi bien satisfaisants au niveau d'une génération de sources complexes et qui puissent répondre aux spécificités du terrain en termes de codes hydrodynamiques. Et donc, en parallèle de ces travaux... Tous les travaux qu'on a menés jusqu'à présent nous ont permis... C'est comme un cas d'école. Ça nous a permis de cibler les efforts et de savoir développer ou développer...

-Oui.

-Les outils. Et, au sein des équipes du BRGM qui travaillent sur ce genre de modèle, des collaborations ont été menées aussi avec l'Inria, notamment par le développement d'un code, UHAINA, qui va pouvoir nous permettre, grâce à une spécificité très intéressante, on appelle ça un maillage non structuré, alors, il a plein d'autres qualités ce code, mais, ce qui est très intéressant par rapport à ça, c'est que ça nous permet, là où on a des données fines, ou là où on a un enjeu particulier, où on veut faire des simulations très fines, ou là, par exemple, d'affiner la résolution au niveau de la source, parce qu'on a une source très difficile à simuler avec des données complexes. Donc, on peut avoir... affiner nos modèles en fonction des sites sur lesquels on doit porter notre intérêt. Et donc, par ailleurs, à Mayotte, une autre caractéristique de cette île qui subit un phénomène actif, c'est que c'est une île qui est très mal connue géologiquement parlant. Mais, ces dernières années, ces derniers mois, il y a eu un grand nombre de campagnes d'acquisition, de campagnes en mer, de campagnes à terre, qui permettent de mieux connaître le terrain, les matériaux, les structures actives. Donc, l'étape suivante, c'est de continuer le développement des outils adaptés à une meilleure prise en compte... à une meilleure simulation haute résolution des effets d'un tsunami et de la submersion en particulier. Et puis, intégrer la meilleure connaissance qu'on a des objets géologiques et des structures actives pour avoir des sources réalistes et modélisées de manière réaliste. Un dernier aspect, c'est qu'il faut qu'on aille au-delà de la modélisation du phénomène et qu'on intègre les modèles... qu'on intègre l'aspect dommages dans nos modèles, dommages sur les infrastructures et les bâtiments. Ça, c'est...

-Protection de la population aussi, bien évidemment. Mais on voit qu'il y a déjà de belles évolutions. Quand on voit vos modélisations, on imagine ce que ça peut donner par la suite quand tout ça sera encore plus développé avec la précision que ça pourra apporter. Ce qui est intéressant dans ce sujet aussi, c'est que c'est un... Le sujet dont on parle, c'est très intégrateur dans le sens où c'est un sujet qui est très pluridisciplinaire. Et, dans le cas de Mayotte, comme l'a dit Gilles tout à l'heure, c'est un sujet qui a mobilisé de nombreuses spécialités, de nombreux instituts et toute une équipe de chercheurs avec des casquettes très différentes.

-La transversalité.

-Oui.

-Merci beaucoup.

-Merci.

-Merci à tous les 2.