Chargement de la carte des zones exposées à l'élévation du niveau de la mer à marée haute

Méthodologie Submersion marine Changement climatique Mentions légales / Crédits Conditions générales d'utilisation Données personnelles

Méthodologie

Ce site s’appuie sur une analyse pré-calculée de la topographie pour identifier, à très haute résolution, les zones qui pourraient être soumises à la submersion marine sous l’effet de l’élévation du niveau de la mer.

Principe de l’analyse

Le site permet de visualiser l’identification pré-calculée des zones exposées à la submersion marine pour un niveau marin donné.

Niveau marin considéré

  • Par rapport à la plus haute mer astronomique (PHMA) :
    Les calculs ont été réalisés en considérant par défaut la plus haute mer astronomique (PHMA, pleine mer de coefficient de marée 120), elle-même déterminée par une interpolation entre les ports où les caractéristiques de la marée sont connues (Références Altimétriques Maritimes du SHOM, édition 2016).
    A ce niveau de marée peut alors être ajouté par l’utilisateur une élévation du niveau de la mer sous l’effet du changement climatique + surcote (pouvant aller jusqu’à 4 m). Il convient de noter qu’à grande échelle, la valeur de surcote choisie par l’utilisateur peut ne pas avoir de réalité physique (effets locaux pouvant générer une importante hétérogénéité spatiale de la surcote dans la réalité).
Topographie considérée

La topographie utilisée par le site correspond aux données à très haute résolution acquises par LiDAR (laser aéroporté) sur les zones basses et côtières (RGE-ALTI ©IGN). Ces données, qui correspondent à la partie terrestre du programme Litto3D (réalisé conjointement par le SHOM et l’IGN) n’intègrent donc pas la bathymétrie, qui n’est à ce jour pas disponible pour l’ensemble du littoral. Ceci n’a cependant pas de conséquences car le site n’effectue pas de simulations hydrodynamiques.

La réalisation de simulations hydrodynamiques, telles qu’elles sont réalisées par exemple pour la réalisation de PPRL, pour des études de caractérisation de l’aléa Submersion marine ou pour l’étude de la propagation des vagues, nécessiterait par contre la prise en compte de la bathymétrie et des effets hydrauliques induits.

Principe du calcul

A partir du niveau marin défini par l’utilisateur (pleine-mer de coefficient de marée 120 + élévation du niveau de la mer + surcote), le site effectue une simple projection statique du niveau marin sur la topographie. La méthode est donc similaire à celle utilisée pour établir les cartes informatives basées sur la méthode de superposition topographie/niveau marin de référence dans le cadre des PPR Submersion marine.

Dans l’analyse réalisée par le site, les protections côtières (naturelles et artificielles) sont considérées comme transparentes à l’écoulement : ces zones, situées sous le niveau marin considéré, ne peuvent en effet pas être considérées comme à l’abri des submersions marines, suivant les processus considérés (franchissements par paquets de mer, défaillance des protections…).

PHMA

Aperçu sur un profil de la cartographie « statique » réalisée par le site: les surfaces affichées en rouge (couche affichée sur le site) sont situées sous le niveau marin considéré (ici exprimé par rapport aux plus hautes mers astronomiques (PHMA))

Les calculs et la visualisation sont disponibles à une résolution de 25 m sur de grandes emprises (échelles inférieures à 1/20 000ème) et à une résolution de 1 m ou 5 m en zoomant (échelles entre 1/20 000ème et 1/1 000ème).

Limites de l’approche

Limites liées à la méthode
  • Projection « statique » du niveau marin sur la topographie sans considérations sur la dynamique des phénomènes :
    • Dans la réalité, l’évolution du niveau marin suit une certaine chronologie, imposée essentiellement par la marée et la surcote.
    • Lors de tempêtes, la durée du débordement est limitée dans le temps, et le volume d’eau susceptible de se déverser à terre n’est donc pas infini. Ceci peut conduire à une surestimation significative des zones potentiellement submersibles (d’autant plus importante que les zones basses sont étendues).
    • La prise en compte de la dynamique des phénomènes et des processus nécessiterait une modélisation dynamique de la submersion marine, des changements morphologiques du littoral et des interventions anthropiques, qui ne peuvent à l’heure actuelle être réalisées à l’échelle du territoire métropolitain.
  • Pas de prise en compte des franchissements par paquets de mer :
    • La prise en compte des franchissements nécessite d’une part la caractérisation des vagues au large en relation avec les niveaux d’eau considérés, et d’autre part l’utilisation soit de modèles numériques complexes soit de formules empiriques couplées par ailleurs à un modèle hydrodynamique ;
    • Une telle approche ne peut à l’heure actuelle être mise en œuvre de manière automatique à l’échelle de la région.
  • Pas de prise en compte des rivières :
    • Les débits des rivières peuvent être perturbés par une élévation du niveau de la mer au niveau de l’estuaire, ce qui peut conduire à des débordements de la rivière dans l’estuaire, voire en amont ;
    • La prise en compte de ces phénomènes nécessiterait un certain nombre d’hypothèses sur les débits amont des rivières, la connaissance de leurs bathymétries et la modélisation dynamique de l’interaction rivière-niveau marin, ce qui ne peut à l’heure actuelle être réalisé à l’échelle de la région.
Limites liées aux données

Les données topographiques utilisées par le site proviennent du RGE-ALTI (©IGN) et n’ont pas subi de traitements spécifiques, ce qui peut conduire à un certain nombre de limites :

  • Ouvrages de protection lors d’une dégradation de l’échelle :
    • Lors de la visualisation des cartes sur de grandes emprises (échelles inférieures à 1/20 000ème), le site utilise un MNT dégradé à une résolution de 25 m ; il est alors possible que certaines protections (naturelles ou artificielles) de largeur limitée n’apparaissent pas ou de manière dégradée sur les cartes, du fait de la résolution ;
    • Un contrôle à un zoom plus fin permet alors de mieux comprendre la configuration du secteur et la présence éventuelle d’une protection, qui n’est pas toujours visible dans le modèle numérique de terrain ou les images aériennes ;
    • Le fait que le site considère les ouvrages comme transparents limite toutefois les conséquences de cette limite.
  • Les connexions hydrauliques :
    • L’expérience montre que la présence de connexions hydrauliques (par exemple réseau d’eaux pluviales, buses sous des remblais routiers ou ferroviaires…) peut conditionner significativement la répartition de l’inondation lors d’une submersion marine, notamment dans les zones de marais aménagés ;
    • La présence éventuelle de connexions hydrauliques qui pourraient relier le domaine marin à une zone basse, ou deux zones basses entre elles, ne peut être détectée sur la seule base de la topographie par le site ;
    • Le fait que le site considère les ouvrages et protections comme transparents limite toutefois la majeure partie des conséquences de cette limite ;
    • A noter toutefois que les ouvrages d’art franchissant les rivières sont normalement effacés par l’IGN lors de la réalisation des MNT RGE-ALTI (©IGN).
  • Défauts éventuels dans la topographie :
    • Le MNT du RGE-ALTI (©IGN) a fait l’objet d’un certain nombre de traitements semi-automatiques par l’IGN pour aboutir à un produit fini ; ainsi, par exemple, les bâtiments et la végétation ont été effacés, ou encore les surfaces en eau (qui ne peuvent être levées par LiDAR topographique) ont été traitées ;
    • Dans certains secteurs, ces traitements aboutissent à représenter une zone par l’interpolation des données disponibles sur ses contours ; si cela est généralement assez représentatif de la réalité (cas des bâtiments par exemple), des artefacts peuvent subsister localement (par exemple le MNT dans une rivière n’est pas représentatif de sa bathymétrie mais de ses rives ; c’est également le cas de très nombreux marais maritimes), se traduisant par des formes géométriques sans réalité physique ;
    • Les zones problématiques correspondant généralement à des zones très basses et déjà en eau, l’impact devrait rester limité (voire invisible) dans le site, sauf en remontant en amont des vallées et pour quelques cas limites.

Références :

Tellez-Arenas, A., Quique, R., Boulahya, F., Le Cozannet, G., Paris, F., Le Roy, S., Dupros, F. and Robida, F., 2018. Scalable Interactive Platform for Geographic Evaluation of Sea-Level Rise Impact Combining High-Performance Computing and WebGIS Client. In Communicating Climate Change Information for Decision-Making (pp. 163-175). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-74669-2_12

Qu’est-ce qu’une submersion marine ?

Une submersion marine peut être définie comme une inondation temporaire du littoral sous l’effet de conditions météorologiques et marégraphiques défavorables. Elles peuvent survenir sous l’effet d’un certain nombre de causes physiques, et se traduire à travers différents processus susceptibles de se coupler ou de se succéder dans le temps et l’espace au cours d’une tempête.

Les causes physiques des submersions marines

Les submersions marines sont généralement associées à une surélévation temporaire du niveau de la mer au-dessus de son niveau normal durant des tempêtes ou des cyclones (voire des tsunamis quand les causes ne sont pas météorologiques). Lors des tempêtes, la submersion marine est donc conditionnée par le niveau marin, lui-même soumis à deux principaux processus :

  • La surcote atmosphérique : Durant le passage d’une dépression (tempête, cyclone…), le niveau marin est influencé par deux phénomènes :
    • La baisse de la pression atmosphérique, qui provoque une surélévation du plan d’eau ; ce phénomène, parfois appelé « baromètre inverse », se traduit par une surcote marine de l’ordre de 1 cm par hectopascal de dépression atmosphérique ;
    • L’effet du vent, qui selon sa vitesse, sa direction et la configuration des fonds marins (bathymétrie) peut provoquer une accumulation d’eau le long des côtes.
  • La surcote générée par les vagues (« wave-setup ») : à l’approche de la côte, l’énergie des vagues est transférée à la colonne d’eau et provoque le déferlement des vagues, qui s’accompagne généralement de la formation d’écume ; le déferlement des vagues est à l’origine d’une accumulation d’eau contre la côte, conduisant à une surcote locale pouvant atteindre plusieurs dizaines de centimètres.

Le niveau marin moyen (ou niveau statique) durant une tempête résulte de ces 2 contributions, couplées à l’effet de la marée astronomique (variations cycliques du niveau de la mer sous l’effet de l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil). Sur les côtes Manche-Atlantique de la France métropolitaine, la marée est de type semi-diurne (2 cycles pleine mer – basse mer d’amplitudes équivalentes par jour) et macro-tidale (plusieurs mètres de marnage, avec un maximum de plus de 13 m dans la Baie du Mont-Saint-Michel), tandis que sur les côtes méditerranéennes la marée est microtidale (quelques décimètres seulement de marnage).

Au final, le niveau d’eau instantané à la côte dépend également du jet de rive généré par les vagues à la côte, c’est-à-dire aux mouvements oscillants des vagues sur le rivage (flux et retrait des vagues). La hauteur maximale atteinte par la limite du jet de rive sur le rivage, exprimée par rapport à un niveau de référence, est parfois appelée hauteur de run-up.


submersion surcote

Synthèse des processus qui contribuent à la surcote et au niveau de la mer durant une tempête

Les processus d’une submersion marine

Les submersions marines peuvent se manifester sous la forme de 3 principaux processus distincts, susceptibles d’interagir entre eux ou de se succéder dans le temps et l’espace au cours d’une tempête :

  • Le débordement correspond à une élévation du niveau moyen (ou statique) de la mer au-dessus de l’altitude maximale du terrain naturel ou des ouvrages de protection côtière. Des volumes d’eau de mer très importants peuvent alors se déverser directement dans les zones basses situées en arrière des protections naturelles ou artificielles. Les volumes d’eau déversés dépendent à la fois de la différence d’altitude entre le niveau marin et les protections côtières, de la durée du débordement, du linéaire affecté par ce débordement et de la vitesse des flux au-dessus des protections.
  • Le franchissement par paquets de mer correspond au passage de vagues par-dessus des protections naturelles ou artificielles, quand l’altitude que peut atteindre le jet de rive est supérieure à celle des protections. L’inondation résultante dans les zones basses en arrière des protections peut alors être relativement importante selon l’intensité et la durée des franchissements et selon le linéaire affecté. Ce processus apparait généralement quand le niveau marin statique est suffisamment important pour approcher la crête des protections et que les vagues restent localement importantes (en termes de hauteurs et de périodes), ou encore naturellement avant et après une phase de débordement.
  • La défaillance des protections côtières correspond à l’apparition de brèches, voire à une ruine généralisée, des protections côtières (naturelles ou artificielles). Ce type de défaillances est généralement provoqué par les impacts répétés de vagues ou par l’érosion causée par un débordement. La submersion en arrière des protections peut alors être très importante et causer beaucoup de dommages.
Ce site ne permet pas de prendre en compte le franchissement par paquets de mer : seuls les phénomènes de débordement et de défaillance des protections sont représentés, moyennant les limites énoncées dans l’onglet Méthodologie (niveau d’eau statique avec surcote définie par l’utilisateur, ouvrages transparents…).
submersion

Exemples de chronologies possibles dans les processus de submersion marines (Franchissements par paquets de mer, Débordement, défaillance des protections côtières). Source BRGM.

Le changement climatique et l’élévation du niveau de la mer

L’élévation du niveau de la mer observée depuis la fin du 19è siècle est une conséquence du changement climatique induit par les émissions de gaz à effets de serre (GIEC : Oppenheimer et al., 2019 ; Figure 1). En se réchauffant, le climat cause une expansion thermique des océans et la fonte des glaciers de montagne. Par ailleurs, on observe une accélération des processus de fonte des calottes glaciaires depuis le début des années 2000. D’autres phénomènes tels que les extractions d’eaux souterraines, la construction de barrages, les déformations de la terre solide, les variations de salinité et la circulation océanique ont des effets globaux ou régionaux, qui, sans être négligeables, restent souvent d’un ordre de grandeur inférieur (Figure 2).

climat

Figure 1 : Observations et projections de l’élévation du niveau de la mer globales. Données : GIEC, 2019 (Oppenheimer et al., 2019) ; Dangendorf et al., 2019.

Au cours du 21è siècle, l’élévation du niveau de la mer se poursuivra : les taux d’évolution pourront être stabilisés si les politiques de réduction d’émissions de gaz à effets de serre aboutissent (exemple : courbe bleue de la Figure 1, correspondant au scénario RCP2.6). En revanche, elle s’accélérera en cas de dépassement du seuil des 2°C mentionné dans l’accord de Paris, d’autant plus rapidement que les émissions de gaz à effets de serre seront importantes (exemple : courbe rouge de la Figure 1, correspondant au scénario RCP8.5). Les scénarios du de la Figure 1 sont ceux présentés dans le rapport du GIEC de 2019. Ils indiquent une fourchette vraisemblable jusqu'à 2100, qui n'excluent pas des valeurs supérieures. Les scénarios excédant le mètre en 2100 supposent une contribution des calottes de glace de l'Antarctique ou du Groenland. Il n'est pas possible aujourd'hui d'exclure de tels scénarios, quels que soient les scénarios de changement climatique considérés (Stammer et al., 2019).

climat

Figure 2 : processus à l’origine des variations du niveau marin. (Source : Cazenave et Le Cozannet, 2014)

Le niveau de la mer ne s'élèvera pas de manière uniforme : au contraire, il présentera une forte variabilité « régionale » (i.e. à l’échelle du globe ou d’un océan) due au réchauffement inhomogène de l'océan et aux déformations de la terre solide, du champ de gravité et des paramètres orbitaux de la terre. L’outil : https://sealevelrise.brgm.fr permet d’apprécier ces différences. En première analyse, on peut cependant faire l'hypothèse que les scénarios globaux d'élévation du niveau de la mer du GIEC sont une approximation raisonnable de l'élévation du niveau de la mer le long des côtes métropolitaines françaises (C.f. tableau ci-dessous).

2050-2070Vers 2100Entre 2150 et au-delà
Plus
de 10 m		Extrêmement improbableExtrêmement improbableSupposerait une contribution de la partie la plus stable de la calotte Antarctique.
De 2 à 10 mExtrêmement improbableTrès peu probablePossible : suppose la fonte de larges parties des calottes du Groenland et de l’Antarctique Ouest
De 1 à 2 mExtrêmement improbablePossible : suppose une contribution des calottes du Groenland et de l’Antarctique OuestPossible : suppose une contribution des calottes du Groenland et de l’Antarctique Ouest
De 50 cm
à 1 m		Peu probableProbable pour le scénario de changement climatique RCP 8.5 (poursuite des émissions de gaz à effet de serre)Possible
De 20 cm
à 50 cm		ProbableProbable pour des scénarios de changement climatique RCP 2.6 (forte réduction des émissions de gaz à effet de serre)Possible
Moins
de 20 cm		Peu probablePeu probableSupposerait une baisse du niveau de la mer après 2100

Les conséquences du changement climatique et de l’augmentation du niveau de la mer qui en résulte sont multiples. On peut toutefois retenir les principales conclusions du rapport Jouzel sur l’évolution climatique en France :

  • Pour les submersions marines : l’aggravation des submersions marines est la conséquence la plus immédiate de l’élévation du niveau de la mer, même si localement d’autres facteurs interviennent. Outre la submersion « permanente » de certaines zones basses, les submersion « temporaires » à marée haute et lors d’événements de tempête sont amenées à s’aggraver.
  • Pour l’érosion côtière : une part significative des côtes, notamment des plages sableuses, est en recul dans le monde. Les effets de l’élévation du niveau de la mer sur le trait de côte sont aujourd’hui difficiles à quantifier, mais ils sont potentiellement très importants.
  • Pour les intrusions salines : l’augmentation du niveau marin pourrait accentuer l’extension des intrusions salines dans les eaux souterraines côtières. De nombreuses incertitudes demeurent cependant, du fait de la complexité des processus en jeu et de la spécificité locale de ces nappes littorales.
  • Pour les infrastructures côtières et portuaires : les méthodes de dimensionnement devront être revues et adaptées pour intégrer les conséquences et les incertitudes sur l’élévation du niveau de la mer. Certains ouvrages pourraient devoir être rehaussés de plusieurs mètres pour conserver leur efficacité.

Références :

Cazenave, A, Le Cozannet, G.. "Sea level rise and its coastal impacts." Earth's Future 2, no. 2 (2014): 15-34. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2013EF000188

Dangendorf, Sönke, Carling Hay, Francisco M. Calafat, Marta Marcos, Christopher G. Piecuch, Kevin Berk, and Jürgen Jensen. "Persistent acceleration in global sea-level rise since the 1960s." Nature Climate Change 9, no. 9 (2019): 705-710. https://www.nature.com/articles/s41558-019-0531-8

Oppenheimer, M., B.C. Glavovic , J. Hinkel, R. van de Wal, A.K. Magnan, A. Abd-Elgawad, R. Cai, M. Cifuentes-Jara, R.M.  DeConto, T. Ghosh, J. Hay, F. Isla, B. Marzeion, B. Meyssignac, and Z. Sebesvari, 2019: Sea Level Rise and Implications for Low-Lying Islands, Coasts and Communities. In: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, N.M. Weyer (eds.)]. In press. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/3/2019/11/08_SROCC_Ch04_FINAL.pdf

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Pour en savoir plus, vous pouvez contacter le délégué à la protection des données aux coordonnées suivantes : dpo@brgm.fr.

7- Quels sont vos droits sur vos données à caractère personnel ?

Vous disposez de droits sur vos données à caractère personnel. Conformément à la Réglementation, notamment les articles 15 à 22 du RGPD, et après avoir justifié de votre identité, vous avez le droit d’en solliciter l'accès, la rectification ou l'effacement. En outre, dans les limites posées par la loi, vous disposez également du droit de vous opposer au traitement, d'en demander la limitation, de décider du sort post-mortem de vos données à caractère personnel, et d'exercer le droit à la portabilité des données à caractère personnel fournies. Attention : ces droits ne sont pas absolus et restent limités. Toute demande infondée ou abusive au

regard notamment des impératifs de sécurité, des lois et règlements pourra être rejetée.

Afin d'exercer ces droits, vous pouvez contacter le délégué à la protection des données à l'adresse suivante : dpo@brgm.fr. Par ailleurs, le cas échéant, vous pouvez retirer votre consentement à tout moment. Le retrait du consentement ne compromet pas le caractère licite du traitement fondé sur le consentement effectué avant ce retrait.

8- Dans quelle mesure le BRGM sécurise vos données à caractère personnel ?

Le BRGM s’assure que vos données sont traitées en toute sécurité et confidentialité, y compris lorsque certaines opérations sont réalisées par des sous-traitants. A cet effet, la politique de sécurité des systèmes d’information du BRGM définit les mesures techniques et organisationnelles appropriées pour éviter la perte, la mauvaise utilisation, l’altération et la suppression des données à caractère personnel vous concernant sont mises en place. Ces mesures sont adaptées selon le niveau de sensibilité des données à caractère personnel traitées et selon le niveau de risque que présente le traitement ou sa mise en œuvre.

9- Le BRGM peut-il faire évoluer ce document d'information ?

Le BRGM pourra faire évoluer ce document d'information à tout moment, en fonction de l'évolution des techniques et outils de traitement notamment. Il est donc recommandé de le consulter régulièrement.

10- Commission nationale de l'informatique et des libertés ("CNIL")

Nous vous rappelons que vous pouvez introduire une réclamation auprès du délégué à la protection des données (dpo@brgm.fr) et, en cas de litige non résolu, auprès de la CNIL, qui est l'autorité administrative indépendante chargée de veiller au respect de la Réglementation en France. Vous pouvez la saisir directement sur le site internet https://www.cnil.fr/fr/agir ou par courrier à l'adresse suivante : Commission nationale de l'informatique et des libertés, 3 Place de Fontenoy - TSA 80715, 75334 Paris Cedex 07.

11- Information spécifique aux cookies

Lors de la consultation de sites web du BRGM, des témoins de connexion, dits "cookies", sont déposés sur votre ordinateur, votre mobile ou votre tablette. Ils ont comme finalité d’établir des mesures d'audience. Les données collectées (zone géographique, pages visitées, temps passé, etc.) sont enregistrées et conservées sur les serveurs du BRGM, pour une durée maximum de treize (13) mois. Ces informations sont strictement anonymes, ne permettent pas d'identifier les utilisateurs ni de suivre leur navigation sur d'autres sites. Les informations recueillies ne seront utilisées que pour les seuls besoins de l'analyse de la fréquentation des sites du BRGM.

Pour obtenir plus d'informations sur les cookies, vous pouvez consulter le site internet de la CNIL : https://www.cnil.fr/fr/site-web-cookies-et-autres-traceurs.

Vous pouvez néanmoins refuser le dépôt de cookies en cliquant ci-dessous :

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