Le phénomène vagues-submersion

Les submersions marines peuvent provoquer des inondations sévères et rapides du littoral, des ports et des embouchures de fleuves et rivières. Elles sont liées à une élévation temporaire inhabituelle du niveau de la mer due à la combinaison de plusieurs phénomènes.

L’amplitude de la marée

La marée est une variation oscillatoire du niveau de la mer sous l’effet de phénomènes astronomiques et de la configuration géographique. Son intensité est caractérisée par un coefficient compris entre 20 et 120. Plus le coefficient est fort, plus le niveau marin à marée haute est élevé.

Les conditions atmosphériques

La surélévation du niveau marin (appelée surcote) dépend de trois processus principaux :

  • le vent à l’approche du littoral exerce des frottements à la surface de l’eau, ce qui génère, lorsqu’il est orienté vers la terre, une accumulation d’eau à la côte et une augmentation du niveau de la mer ;
  • la diminution de la pression atmosphérique. Le poids de l’air décroît alors à la surface de la mer et, mécaniquement, le niveau de la mer monte. Une diminution de la pression atmosphérique d’un hectopascal (hPa) équivaut approximativement à une élévation d’un centimètre de la hauteur d’eau. Exemple : une dépression de 980 hPa (soit une différence de 35 hPa par rapport à la pression atmosphérique moyenne de 1015 hPa) génère une surélévation d’environ 35 cm.
  • le déferlement de fortes houles et des vagues qui contribue à augmenter la hauteur d’eau (surcote des vagues). La houle est le résultat d’une agitation de la surface de l’eau par le vent, parfois très éloignée du littoral (tempête au large par exemple).

Le déferlement des vagues provoque également un mouvement des masses d’eau se propageant sur l’estran (zone couverte et découverte par la marée). Les protections naturelles (falaises, cordon dunaire ou de galets), les jetées, digues et autres infrastructures côtières peuvent alors être franchies, fragilisées, endommagées ou rompues.

Une submersion résulte généralement de la combinaison de tout ou partie des phénomènes ci-dessus (dépression atmosphérique, vent, houle), en conditions extrêmes lors de tempêtes avec de forts coefficients de marée, provoquant une importante surcote du niveau de la mer.

Schéma d'un phénomène de vagues-submersion au passage d"une tempête

Les facteurs aggravants

La simultanéité des phénomènes décrits ci-dessus, notamment avec la pleine mer, aggrave la submersion et permet à la mer d’atteindre des zones habituellement abritées.

L’ampleur de ces débordements varie en fonction du niveau d’eau maximum atteint, de la durée, des volumes franchissant (quantité d’eau de mer qui franchit un ouvrage côtier) et de la vitesse d’écoulement des eaux.

Ces éléments dépendent fortement de la configuration des fonds marins, de l’estran et des caractéristiques géographiques des côtes comme :

  • la diminution de la profondeur de la mer (à l’arrivée sur la côte, l’énergie des vagues se transforme en surélévation du niveau d’eau) ;
  • la nature des fonds qui freine ou accélère la propagation de la vague vers la côte (sable, galets, vase...) ;
  • l’orientation de la côte par rapport à la direction de propagation de la houle et des vagues.

Lors du passage de la tempête Xynthia (27-28 février 2010), l’eau de mer est montée par endroits à plus de 2 m dans des habitations. Cette nuit-là, les conditions atmosphériques ont provoqué une surélévation du niveau marin (surcote météorologique) de 1,53 m à La Rochelle, alors que le niveau de marée était au plus haut (heure de marée haute avec un coefficient de 102), provoquant la rupture de digues de protection. La mer avait alors dépassé de plus d’un mètre le niveau des plus grandes marées déjà observées.

Le 1er janvier 2010, la Côte d’Azur et la Corse sont touchées par des trains de vagues exceptionnels pour la région. La bouée de Nice enregistre des hauteurs significatives de 4 m. Ces vagues en provenance des Baléares, associées parfois à une surcote de plus de 50 cm, vont provoquer des déferlements très importants sur toute la côte, des îles d’Hyères à Monaco et sur la côte occidentale de la Corse.

Les dangers

Les fortes vagues et la surcote du niveau de la mer sont des phénomènes destructeurs, surtout lorsqu'ils dépassent la cote des ouvrages de protection ou des terrains en bord de mer, lorsqu’ils créent des brèches et rompent les ouvrages ou les cordons naturels, ou encore lorsque des paquets de mer franchissent les barrages naturels ou artificiels suite au déferlement de vagues de taille importante.

Les vagues-submersion peuvent affecter l'ensemble du littoral national et, dans l’Hexagone, y compris en Méditerranée où la marée est de faible amplitude. Les régions Hauts-de-France, Nouvelle-Aquitaine, Pays de la Loire et Normandie sont les plus exposées vis-à-vis de l’aléa inondation par submersion marine. Viennent ensuite les régions Occitanie, Provence-Alpes-Côte d’Azur et Bretagne.

Les submersions touchent surtout les zones basses proches du littoral. Les inondations dues aux submersions marines peuvent cependant envahir le littoral sur plusieurs kilomètres à l'intérieur des terres et atteindre une hauteur d'eau de plusieurs mètres. Les voies de communication, les habitations, les zones d'activités sont susceptibles d'être inondées et endommagées en quelques heures, voire moins.

À proximité des estuaires, l'écoulement des cours d'eau peut également être ralenti, voire stoppé, ce qui génère alors des débordements.

Les dégâts causés par les vagues et les submersions :

  • Si j’habite ou exerce une activité en bord de mer ou le long d’un estuaire, mes biens sont susceptibles d’être inondés ou emportés 

Sous l’effet des vagues et de la montée des eaux, les jetées, digues, remparts et infrastructures de protection du littoral peuvent être endommagés, se fissurer ou rompre et laisser passer les eaux.

Les bâtiments et habitations à proximité sont susceptibles d’être atteints par les vagues et envahis par les eaux avec des risques conséquents pour les habitants. Les occupants des habitations sans étage sont particulièrement exposés lors d’événements soudains.

Lors d’une forte houle, la mer peut charrier des objets et des matériaux de tailles très variables (sable, gravier, roche…). La force, le choc des vagues et la vitesse d’écoulement de l’eau lors des submersions marines peuvent fragiliser, voire détruire des installations et les emporter (grillage, vitre, pontons, bateaux…)

Des dégâts importants sont localement à craindre sur l’habitat léger et les installations provisoires sur le rivage et le littoral. Toutes les activités économiques du littoral sont cependant exposées lors d’épisodes majeurs. Les espaces naturels et la biodiversité sont aussi menacés. L’inondation d’un site industriel peut être à l’origine d’accidents dont les conséquences portent atteinte à l’environnement.

  • Si je circule le long du bord de mer, je risque d’être emporté par les eaux ou blessé par les objets projetés

Les digues et les fronts de mer sont particulièrement à risque. Une seule vague peut suffire à emporter un passant. Les galets ou autres objets projetés par les vagues risquent de blesser les passants.

La circulation sur les routes et voies ferroviaires situées sur le littoral peut être perturbée et dangereuse. Les voies peuvent être envahies par l’eau ou coupées par des objets charriés. Les inondations peuvent ralentir, voire rendre difficile les interventions des secours et les évacuations.

Sur les côtes rocheuses, les vagues frappent les rochers, effritent et fissurent la roche. Elles peuvent provoquer l’effondrement de blocs, menaçant la sécurité des personnes et des biens à proximité. Après l’épisode, les cristaux de sel laissés par la mer fragilisent la roche.

  • Si je suis en mer ou pratique un sport nautique, je risque la noyade

Les fortes vagues et les vents forts peuvent faire chavirer les embarcations ou emporter les pratiquants de sport nautique, les baigneurs et les pêcheurs loin du rivage.

Les dégâts peuvent être aggravés en cas de violentes rafales de vent, fortes pluies, ruptures de digues.

Les dommages aux personnes et aux biens provoqués par les vagues et les submersions dépendent de facteurs naturels mais également de l'implantation des activités humaines (occupation des sols). Ils peuvent être réduits grâce à des mesures de protection (digues, jetées, dunes) et de prévention (restriction sur les aménagements en zone exposée, information, préparation...).

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