L'élévation récente du niveau marin et l'érosion côtière : le cas d'îles océaniques du Pacifique

De marissa yates michelin (auteur)
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Domaine: Sciences de l'Univers
Le changement climatique induit une élévation du niveau marin qui, loin d'être uniforme, présente une variabilité régionale importante liée en premier lieu aux variations de température des océans. Dans certaines régions de l'océan, cette élévation a été deux à trois fois plus rapide que la moyenne globale depuis 1950. L'évolution des lignes de rivage des îles du Pacifique, bien que dépendante du niveau de l'océan, est aussi contrôlée par d'autres facteurs tels que les vagues, les courants ou les apports de sédiments par les fleuves. Du fait de son accélération attendue au XXIe siècle, la hausse du niveau de la mer n'en demeure pas moins un phénomène préoccupant pour le devenir des îles.
Publié le : mercredi 25 avril 2012
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l’élévation récente du niveau marin et l’érosion côtière : le cas d’îles océaniques du pacifique
Le changement climatique induit une élévation du niveau marin qui, loin d’être uniforme, présente une variabilité régionale importante liée en premier lieu aux variations de température des océans. Dans certaines régions de l’océan, cette élévation a été deux à trois fois plus rapide que la moenne globale depuis . L’évolution des lignes de rivage des îles du acifique, bien que dépendante du niveau de l’océan, est aussi contrôlée par d’autres facteurs tels que les vagues, les courants ou les apports de sédiments par les fleuves. Du fait de son accélération attendue au esiècle, la hausse du niveau de la mer n’en demeure pas moins un phénomène préoccupant pour le devenir des îles.
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Un motu : îlot constitué de sable bioclastique. A motu: a small island composed of bioclastic sand. © BRGM – M. Garcin,.
Gonéri Le Cozannet BRGM, Service Risques naturels, unité Risques Côtiers G.LeCozannet@brgm.fr Anny Cazenave Chercheur au Laboratoire d’Études en Géophysique et céanoraphie Spatiales LGS, oulouse anny.cazenave@legos.obs-mip.fr Manuel Garcin BRGM, Service Risques naturels, unité Risques Côtiers m.garcin@brgm.fr Avec la contribution de Mélanie Becer LG incent onato M ilippe ogel CAC avid alas y Mélia CM atrice aler CCA Guy öppelmann L et Marissa ates-Micelin BGM.
    Lélévationrécente duniveau marinet  l’érosion côtière : le cas d’îlesocéaniques du Pacifique          
L tes duxvarao CEIG ue sim tnecq eul  nvédineon du niélévatii niiudnuaevram che gean pte laruq eamitc ilemtnthroe anigindor el ecanem euqipbrliuiéqe ilagfrserèé  isorl nodee zos s neticôisnot meoparri eittorale submersinilas  noitaeson zdesseas b d’aquifères côtiers seront les conséquences les plus graves de ce phénomène qui est amené à s’amplifier au cours du Ie siècle ans le cadre du proet  CECILE Changements environnementaux côtiers  impact de l’élévation du niveau de la mer
nous avons étudié l’évolution de la ligne de rivage de départements et territoires de l’outremer français depuis  ous avons ensuite déterminé les principaux facteurs à l’origine des changements du trait de côte observés au cours des dernières décennies et évalué l’impact phsique de l’élévation du niveau marin sur l’évolution de la ligne de rivage
L’érosion côtière et l’élévation du niveau marin
L’érosion côtière affecte auourd’hui une part importante des côtes mondiales    des plages représentant un tiers du trait de côte seraient ainsi en recul dans le monde selon une estimation de  Cette tendance générale concerne aussi les îles océaniques  ainsi en Guadeloupe la moitié des  m de côtes basses sableuses ou à galets sont soumises à l’érosion ainsi que   des côtes basses rocheuses oqueset al.
recent rise in sea level and coastal erosion: the case of pacific ocean islands
Les causes de la mobilité de la ligne de rivage sont nombreuses et il est souvent difficile d’attribuer lesL’élévation du niveau marin  ctihpalensg éetmuednetss  moebsneérevsé ss uàr  luan ce ôctae uasem éurniicqaiunee  Ldeus  gmoluflen’est pas la cause principale  du exique sont un exemple frappant des difficultésdes migrations de la ligne de rivage rencontrées dans cet exercice  l’élévation relative duau cours des dernières décennies. niveau marin  est amplifiée par des subsidences du sol qui ont été tantôt attribuées à des processus naturels compaction de sédiments réactivation de failles profondes tantôt à des extractions d’eau etomment observeton l’évolution d’hdrocarbures L’élévation relative du niveau marinde la ligne de rivage  peut ainsi atteindre  cman sur certains sites rthme qui serait celui que l’on observerait en moenne si le L’évolution de la ligne de rivage au cours du temps est niveau marin venait à s’élever d’un mètre entre réalisée par comparaison de tracés géoréférencés à auourd’hui et  ourtant les causes de la mobilité plusieurs dates our les périodes récentes de nombreuses du trait de côte sont multiples ortonet al.  techniques sont utilisées pour cartographier la ligne de effets des tempêtes et réduction des apports sédimen rivage  utilisation de G différentiel de géodimètre de taires par les fleuves modification de la redistribution données Lidar… Ces outils permettent de repérer un mar des sédiments côtiers par les courants notamment en queur de la ligne de rivage qui peut être une altitude labama et au exas ou encore à des rechargements une rupture de pente dans le profil d’une plage le pied de plages en particulier en loride uant à la réduc d’une dune ou d’une falaise ou tout autre repère adéquat tion de surface des zones humides maritimes elles sont our les périodes plus anciennes la ligne de rivage ne attribuées à la diminution des apports sédimentaires peut être extraite qu’à partir de l’analse des photograL’île haute de Huahine, par les fleuves associée à l’élévation relative du niveau phies aériennes Ici elles proviennent du  erv hdrographique et océanographique de la marine iqcuei  îles de la ociété, marin La réponse des côtes à une même élévation duPolnésie rançaise. niveau marin dépend ainsi de la géomorphologie dispose de photographies souvent sous format papierThe island of Huahine, côtière de la dnamique sédimentaire locale et du couvrant la plus grande partie des îles océaniques franSociety Islands, degré d’anthropisation du site çaises d’outremer Le seul marqueur fiable qui devientFrench Polynesia. © BRGM – M. Garcin.
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l’élévation récente du niveau marin et l’érosion côtière : le cas d’îles océaniques du pacifique
La hausse récente du niveau de la mer s’explique principalement par la dilatation thermique de l’océan et par la fonte des glaces continentales.
du niveau de la mer par satellite La hausse du niveau de la mer est l’une des conséquences maeures du réchauffement climatique Elle s’explique principale ment par la dilatation thermique de l’océan la fonte des glaciers de montagne et de plus en plus par la fonte des marges des calottes glaciaires du Groenland et de l’ntarctique Cazenave et Llovel 
Cette tendance globale est cependant loin d’être uniforme Les satellites altimétriques qui couvent utilisable à l’aide des photographies aériennes anciennes l’ensemble du domaine océanique montrent que dans est la limite de végétation permanente Celleci est donc certaines régions comme le acifique tropical ouest comparée à celles extraites d’images satellite à très le nord de l’tlantique ou le sud de l’océan Indien haute résolution pour la période actuelle La résolution le niveau de la mer s’est élevé  à  fois plus vite que la horizontale des images utilisées est inférieure au mètre moenne entre  et  Cette variabilité régionale mais les différentes sources d’incertitudes notamment s’explique principalement par une expansion lors de la digitalisation des limites conduisent à ne pas thermique non uniforme des couches océaniques considérer comme significatifs les mouvements du trait superficielles mais d’autres facteurs interviennent de côte inférieurs à  mètres également tels que les variations de salinité et les changements de la circulation des océans liés aux econstruire la variabilité régionaleré pieor itvod sed isitamroférégions es donalt re eallodiers iaarontivtr snee  sdpaop La théau douce passée du niveau marincae éeuspas der er stsidubirnoits de masses deaud eu susa Les observations marégraphiques disponibles depuis par exemple à la fonte des calottes polaires ais ces la fin du Ie facteurssiècle et d’altimétrie satellitaire depuis restent faibles devant l’expansion thermique  révèlent qu’en moenne globale le niveau marin non uniforme des océans s’est élevé de  mman au cours du e n soupçonne que la distribution régionale des vitessessiècle et de ± actuelles de variation du niveau marin n’est pas mman depuis  début de l’observation
120° 130° 140° 150° 160° 170° 180° -170° -160° -150° -140° Saipan GuamEnewetok 10°YapKwajalein MalakaiMajuro PohnpeiFanning KapingamarangiTarawaChristmas Island Lombrun RabaulKanton Island -10°HoniaraFunafutiPenrhyn Pago Pago SuvaPapeet e -20°NoumeaalAfokuuNRarotonga Rikitea
120°
130°
140°
150°
 Marégraphes utilisés  dans la reconstruction Autres marégraphes
160° 170° 180° -170° -160° -150° -140°
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 mm/an
10°
-10° -20°
i. : endances linéaires des variations du niveau marin dans le Pacifique troical ouest, sur la ériode , reconstruites  en utilisant des données marérahiques et les modes de variabilité issus du modèle de circulation énérale océanique . D’après Beckeret al.(2011). Fig. 1: inear trends of sea leel changes in the est tropical Pacific beteen 1 and , reconstructed using tide gauge data and modes of ariability from the AA ocean circulation model. From Beckeret al.(2011).
1 000
800Funafuti 600 Nouméa 400
200Papeete
recent rise in sea level and coastal erosion: the case of pacific ocean islands
0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 i.  : ourbes des variations climatiques du niveau marin à unafuti, Paeete et ouméa deuis  : en noir : reconstruction  en roue : marérahes  en bleu : altimétrie. D’après Beckeret al.(2011). Fig. : limate related sealeel cures since 1 in Funafuti, Papeete and ouméa: reconstruction blac tide gauges red altimetry blue. From Beckeret al.(2011). constante mais oscille dans le temps et dans l’espace en réponse aux grands modes de variabilité naturelle de l’océan El iño l’oscillation nordatlantique etc Il n’existe pas d’observations permettant de suivre cette variabilité régionale avant  Cependant des méthodes statistiques basées sur l’utilisation combinée de séries marégraphiques mal réparties sur le domaine océanique mais s’étalant sur plusieurs décennies et d’information sur la réponse de l’océan aux grands modes de variabilité mentionnés plus haut permettent de reconstruire les variations régionales du niveau de la mer dans le passé
La reconstruction présentée dans lafigure  m ainsi les tendances linéaires des vitesses de vari du niveau de la mer d’origine climatique dan acifique tropical ouest entre  et  ecer  ans cette région la reconstruction a pu validée au moen de séries marégraphiques indé dantes ur les soixante dernières années on observ augmentation du niveau marin plus importante la zone des îles uvalu et des îles alomon  à un uvalu la hausse du niveau marin atteint plu  mman depuis  soit près de  fois plus q hausse moenne globale sur cette période ég  mman La tendance reste positive dans les îl la ociété de l’ordre de  mman mais est fai ouméa en ouvelleCalédoniefigure 
>Les mouvements verticaux déterminés par GPS géodésique u öppelmannniversité de La ochelle – goppelmunivlrfr
Dans l’étude des variations à long terme du niveau de la mer et de leur impact sur le littoral, une connaissance précise des mouvements verticaux du sol à la côte se révèle tout aussi nécessaire que les contributions climatiques de fonte des glaces (20  eceret al.(20 D’une part, elle est importante pour séparer les contri butions climatiques dans les enregistrements marégrapiques des mouvements du socle sur lequel reposent les marégrapes D’autre part, elle est importante pour mieux comprendre le poids relatif des processus psiques en eu localement et, par la suite, mieux modéliser, prévoir, anticiper et s’adapter aux cangements futurs es eneux métrologiques sont cependant ambitieux l s’agit en effet de déterminer des mouvements verticaux à la surface de la erre avec une exactitude équivalente à une fraction du signal recercé, soit quelques dixièmes de millimètre par an dans un repère terrestre géocentrique ême s’il reste encore des difficultés à surmonter, les tecniques satellitaires de géodésie spatiale, en particulier le , ont beaucoup progressé dans ce sens, et le programme mondial d’observation du niveau de la mer (, glosssealevelorg de la ommission océanogra pique intergouvernementale de l’nesco met résolument l’accent sur cette composante géodésique a détermination des mouvements verticaux à la côte par  requiert par nécessité une dimension mondiale pour atteindre l’obectif de l’exactitude mentionné cidessus ela signifie aussi des flux de données importants et des capacités de calculs considérables es premiers résultats significatifs ont été publiés par une équipe française en 200 (détails dans öppelmannet al.,20 et l’infrastructure qui a été mise en place pour atteindre cet obectif (onel, sonelorg est auourd’ui appelée à ouer un rôle dans le programme international   onel gère notam ment les mesures de près de 0 stations  réparties dans le monden
Mouvements verticaux du sol
égraphe
Contributions climatiques
Niveau marin
Socle côtier
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9
l’élévation récente du niveau marin et l’érosion côtière : le cas d’îles océaniques du pacifique
L’élévation du niveau marin ne peut suffire à expliquer les migrations du trait de côte observées au sein d’un même atoll.
À cette élévation du niveau marin s’aoutent des mouvements du sol à différentes échelles qui peuvent être mesurés par Gcf. encadré p.  Ce sont généralement des subsidences dans cette région n obtient ainsi pour certaines îles une hausse totale celle ressentie par les populations très supérieure à la hausse moenne globale  à ouméa par exemple les données G font état d’une subsidence de  mman se traduisant par une élévation relative du niveau marin de l’ordre de  mman
insi bien que les causes soient différentes la olnésie française et la ouvelleCalédonie ont été affectées par des élévations du niveau marin supérieures à la moenne globale entre  et  Comme il est largement admis que l’élévation du niveau marin se traduit par une érosion du littoral nous nous sommes demandés si les vitesses d’élévation observées étaient suffisantes pour provoquer une érosion côtière généralisée des îles concernées
L’érosion côtière d’îles océaniques
Les territoires de l’outremer français du acifique sont un terrain d’étude particulièrement adapté pour analser l’impact de la remontée du niveau marin sur le trait de côte du fait de l’existence de séries marégraphiques et d’images aériennes anciennes eux exemples d’îles océaniques étudiées dans le cadre du proet CECILE sont présentés ciaprès
En Polynésie Le premier concerne des atolls de la olnésie française Ce territoire comprend de nombreux atolls îles basses constituées d’îlots de sable biodétritique reposant sur un platier récifal considérés comme particulièrement vulnérables à l’élévation du niveau marin es photo graphies aériennes des années  –  et des images satellitaires à haute résolution des années  ont été utilisées pour évaluer et analser les mouve  ments du trait de côte sur deux atolls  cill ou anuae à l’ouest de l’archipel de la ociété et anihi au nordouest des uamotu
Absence de données photographiques Érosion Accrétion 0 – 0,125 m/an 0,125 0,5 m/an 0,5 – 1,25 m/an
Atoll de anihi
i.  : iration du trait de côte dans deu atolls de Polnésie française anihi et cill. Données du ervice de l’urbanisme de olnésie, analsées par le 
Atoll de Scilly
Fig. : Shoreline migration in to atolls of French Polynesia Scilly and anihi. ata proided by the rbanism Serice of Polynesia and analysed by . © BRGM.
Érosion Accrétion 0 – 0,125 m/an 0,125 – 0,5 m/an 0,5 – 1,25 m/an
Élévation du niveau marin
céan
agues
recent rise in sea level and coastal erosion: the case of pacific ocean islands
vant arrière récif récifale
Hydrodynamique du lagon (ensachage, action des vagues)
Motu (îles)
Lagon
Mouvements verticaux (tectonique, isostasie, etc)
Extraction de sable corallien
Enrochements, défenses côtières
arrière récifale
vant récif
Événements extrêmes limat  variabilité ctions anthropiquesffectantôtiers a  issecc su: .orP   ete tnetsm eptê vtaesg utreos pdiceasl cesclones  e t  Écéhvaantgioenmdeun tn cliquemati– ragages remblaisla line de rivae – l iveau marin – uvrages côtiers – oules australes – empérature et acidité de l’océandD’eapsastGoallrcsi.net al ., 2011. © BRGM – Art resse. Fig. : oastal processes affecting the shorelines of the atolls. Les résultats montrent une tendance générale à lérosion lseusd moiulieesutx  côatnise rcse ltetse  îlpel uhsa duten alems ieqsuteusa iareus  csoounrts  pdaer lmai   moArFGR M nicraG B©ettarle. 2,.s es1.01 à cill et à l’accrétion à anihi Les réanalses des r variations du niveau marin d’origine climatique montrent période récente Il est cependant plus complexe d’identi des tendances similaires autour de  mman d’éléva fier les facteurs responsables des évolutions du trait de tion c’estàdire audessus de la moenne globale En côte en raison de la contribution de nombreux facteurs tout état de cause l’élévation du niveau marin ne peut continentauxfigure  En effet la dnamique côtière des expliquer la variabilité observée au sein d’un même estuaires est contrôlée par le transport de matériaux atollfigures  et  de l’ensemble du bassin versant Les premiers résultats de notre étude issuspoto indiquent que lorsque le rivage n’est pas remodelé ou fixé par l’homme les vagues et les courants sont les Les activités humaines en amont de l’estuaire peuvent principaux agents responsables des évolutions du avoir un effet indirect sur la mobilité sédimentaire rivage observées depuis les années figure  Les côtière ar exemple l’extraction de granulats dans le courants sont de fait particulièrement actifs lors des lit des rivières réduit les apports de la fraction sableuse processus de remplissage et de vidange du lagon e des sédiments ce qui peut entraîner une érosion ou une telles études sont utiles en amont de proets appliqués réduction de l’accrétionA contrario les activités visant à évaluer les risques d’érosion et de submersion marine dans des zones où l’exposition et la vulnérabilité des personnes et des infrastructures sont importants En Nouvelle-CalédonieEn ouvellealédonie les activités minières ont des effets La ouvelleCalédonie est un second lieu d’étude dontconsidérables sur la dnamique côtière des estuaires.
les zones côtières présentent l’avantage d’être peu aménagées par l’homme à l’exception de la côte
Apports sédimentaires continentaux
Mines
Apports Déchets fluviaux miniers Extraction de granulats Érosion, l sement gdies terrain
ctions anthropiques – ragages remblais – uvrages côtiers – Extractions de sédiments – ctivités minières – sage du sol
limat  variabilité et changement cl iÉlméavtaitqiounedu niveau marin – empérature et acidité de l’océan
Événements extrêmes – ents et vagues  des cclones et tempêtes tropicales – récipitations – oules australes
égétation – etient les sédiments en suspension – Limite l’érosion du sol
 i.  : Processus côtiers affectant la line de rivae d’un estuaire de ouvellealédonie. D’après Garcinet al., 2011. Fig. : oastal processes affecting the shoreline of an estuary in e aledonia. From Garcinet al., 2011.
Hydrodynamique du lagon
minières dégradent les sols aggravant ainsi les processus d’érosion par ruissellement et générant un apport supplémentaire de sédiments dans les rivières Il a été ainsi mis en évidence que des activités minières menées sur des bassins versants avaient des effets considérables sur la dnamique sédimentaire de plu sieurs estuaires Garcinet al.  ans le cas des estuaires calédoniens les observations et analses montrent que la dnamique sédimentaire à l’échelle du bassin versant masque les effets de l’élévation du niveau marin sur l’évolution du trait de côte
Photo  : L’estuaire de la ontouta ouvellealédonie : les déôts à l’estuaire roviennent de l’ensemble du bassin versant et lus articulièrement de l’érosion des sols déradés ar l’activité minière. Photo 1: The Tontouta estuary in e aledonia: the estuarine deposits come from the hole atershed and more specifically from the erosion of soil degraded by mining actiities © BRGM – M. Garcin.
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Accomodation du récif
Élévation du niveau marin
céan
Avant-récif
arrière récifale
Mouvements verticaux tectonique, isostasie et autres causes de susidences
Moilité Érosion continentale, agon apports solide et liquide du rivage des rivières
agues
tolls de Polnésie française. Atolls in French Polynesia. © BRGM – A. acar. Les premiers résultats des études menées sur les atolls polnésiens et la Grandeerre en ouvelleCalédonie convergent avec les conclusions d’autres recherches par exemple ebb and ench  Ces études montrent en effet que pour un certain nombre d’îles en particulier à unafuti l’élévation du niveau marin n’explique pas la variabilité des mouvements du trait de côte observés alors qu’elle a été l’une des plus fortes du acifique au cours des soixante dernières années autour de   mman En aoutant l’effet de la sub  sidence l’élévation relative du niveau marin  dépasse les  mman Ces résultats indiquent que contraire ment à ce qui est parfois supposé ces vitesses d’élévation du niveau marin sont insuffisantes pour entraîner une érosion généralisée du littoral
Cependant si les élévations du niveau marin n’ont pas été un facteur dominant des changements observés au esiècle il n’en sera probablement pas de même si le processus s’accélère L’étude de alluet al. présente ainsi un cas dans lequel une subsidence d’origine tectonique a généré une élévation du niveau marin relatif de plus de  cm ans ce cas le trait de côte a effectivement reculé Il est ainsi probable qu’en multi pliant les observations sur différents contextes côtiers il sera possible de tirer des enseignements sur les facteurs les plus importants du changement du trait de côte sur des échelles de temps pluridécennales Il sera aussi possible d’évaluer dans quelle mesure et à partir de quelles vitesses d’élévation du niveau marin le changement climatique peut devenir un facteur important de la mobilité des rivagesn Remerciements Le proet CCL est financé par l’Agence nationale de la recerce dans le cadre de son programme « Cangements environnementau planétaires ». ous remercions la MC le GC et la  de ouvelle-Calédonie le A de olynésie française pour les données utilisées et les participants au proet CCL pour leurs contributions.
Recent rise in sea level and coastal erosion: The case of Pacific Ocean islands Antropogenic global arming is contributors to te soreline evolution currently causing a rise in sea level. observed over recent decades. Besides sea level canges display pecific case studies addressing tese significant regional variability primarily factors focus on atolls in renc olynesia due to variations in ocean temperature. and on e Caledonia. it sea levels t is no possible to reconstruct epected to continue to rise in te future te evolution of te climate component bot climate penomena and natural or of sea level rise over te past alf century. antropogenic-induced subsidence could Altoug te sea-level rise eceeded become dominant factors controlling te global average in some regions future coastline evolution. studies of several eposed islands so is study as carried out in te tat oter factors including aves frameor of te CCL proect ic currents tectonic subsidence and riverine is supported by te renc Agency sediment transport ave been maor for esearc A.
Bibliographie :, anas , and elletier  (20allu , ouin , iméoni , raford , almant , oré sealevel rise and vertical tectonic motions in coastal– Comparing the role of absolute flooding orres Islands anuatu roceedings of the ational cadem of ciences doipnasecer , essignac , etetrel , lovel , aenave , Delcroix  (202– ea level variations at tropical pacific islands since Global and lanetar change  p aenave and lovel (200sea level rise nnual evie of arine cience  – Comtemporar arcin , ates , e oannet , aler , Donato  (20– ea level rise and coastal morphological changes on tropical islands example from e Caledonia and rench olnesia  acific Geophsical esearch bstracts  EG orton , iller , oore  (200– ational assessment of shoreline change art  historical shoreline changes and associated coastal land loss along the  Gulf of exico Geological urve penfile eport   p, ompelat , liveros  (200oques , engoubou alerius , e oannet , ourdon – Évolution et dnamique du trait de côte de l’archipel guadeloupéen Étude de  à  G  pebb, , enc, – he dnamic response of reef islands to sealevel rise Evidence from multidecadal analsis of island change in the Central acific Global and lanetar Change  doigloplachaöppelmann , estut , réac  (20– La montée du niveau des océans par marégraphie et géodésie spatiale  contributions françaises à une problématique mondiale nnales drographiques eérie ol  o  pp 
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