Etude préliminaire de l`impact du changement climatique sur les

Transcription

Etude préliminaire de l’impact du
changement climatique sur les
risques naturels à la Réunion
Rapport public
BRGM/RP-59495-FR
Août 2011
Etude préliminaire de l’impact du
changement climatiquesur les
risques naturels à la Réunion
Rapport public
BRGM/RPC-59495-FR
Août 2011
Étude réalisée dans le cadre des projets
de Service public du BRGM 2010
V.BASTONE et Y.DE LA TORRE
Avec la collaboration de
Ch.GARNIER
Vérificateur :
Approbateur :
Nom : O. SEDAN
Nom : JL NEDELLEC
Date :
Date :
Signature :
Signature :
En l’absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique,
l’original signé est disponible aux Archives du BRGM.
Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008.
I
M 003 - AVRIL 05
Mots clés : changement climatique, aléa naturel, mouvement de terrain, inondation, érosion
côtière, submersion marine
En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : V. Bastone et Y. De la Torre (2011)
– Etude préliminaire de l’impact du changement climatique sur les risques naturels à la
Réunion. 135 p.
© BRGM, 2011, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.
Impact du changement climatique sur les risques naturels à la Réunion
Synthèse
La Réunion est une des régions françaises les plus exposées aux aléas naturels. Or,
compte-tenu du fort développement démographique de l’île, la vulnérabilité globale
face aux aléas naturels devrait s’accroître avec le changement climatique.
Dans le cadre de l’élaboration du Schéma Régional Climat Air Energie (SRCAE –
disposition Loi Grenelle 2 – copilotage Etat – Région), la DEAL souhaite disposer des
premiers éléments qualitatifs sur les effets possibles du changement climatique sur les
risques naturels à la Réunion.
L’objet de cette étude est d’évaluer qualitativement l’impact potentiel du changement
climatique sur les aléas naturels à la Réunion.
Un bilan des mécanismes des aléas mouvements de terrain, inondation et côtiers est
présenté afin d’expliciter leur sensibilité respective aux paramètres climatiques
identifiés que sont la température, les précipitations, le vent, la houle et le niveau
marin.
En outre, une synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ieme siècle
est proposée. Principalement basée sur le rapport de Météo-France de 2009 sur La
Réunion, elle met en évidence, de manière schématique, une augmentation de la
température ; une légère baisse des précipitations pour la fin du siècle en particulier
dans l’ouest de l’île mais par contre des épisodes pluvieux extrêmes plus nombreux ;
un renforcement des alizés pendant l’hiver austral ; une augmentation du niveau de la
mer et une activité cyclonique moins fréquente mais plus intense.
L'intégration de ces scénarios climatiques permet d'apprécier, en fonction de l’état des
connaissances, les relations de cause à effet sur les mécanismes des phénomènes à
risques. Toutefois, il n’est pas possible de généraliser des tendances d’évolution par
type d’aléa en raison :
-
d’une part, des incertitudes qui pèsent encore sur l’importance du rôle des
paramètres climatiques par rapport aux autres paramètres (géologiques par
exemple) sur les aléas,
-
d’autre part, des incertitudes sur les scénarios climatiques.
En effet, les évolutions climatiques estimées amènent à la fois des facteurs
d’aggravation et d’atténuation sans qu’il soit possible à ce stade de les pondérer pour
en faire le bilan (domaine de la recherche).
Globalement, les éléments aggravants sont :
-
l’augmentation des épisodes pluvieux intenses (conséquences sur les
glissements de terrain, les inondations, les différents types d’érosion, etc.) ;
BRGM/RP-59495-FR
3
-
l’augmentation de l’intensité des vents d’alizés et cycloniques (rôle sur la
végétation protectrice des terrains, les submersions marines, l’érosion côtière) ;
-
l’augmentation de la sècheresse dans l’Ouest (rôle sur la végétation et les sols
également) ;
-
l’élévation du niveau marin (effets sur les différents types d’inondation et
d’érosion) ;
-
les basses pressions barométriques (influence de cyclones plus intenses sur la
surcote et les submersions marines).
Les facteurs d’atténuation concernent essentiellement l’augmentation des
températures qui, en favorisant la photosynthèse, devraient accroitre la protection de la
végétation sur les sols et terrains (diminution des différents types de mouvements de
terrain et d’érosions).
Enfin, les indicateurs du changement climatique proposés permettront de suivre les
évolutions du climat, des risques naturels et des différents secteurs d’activité
potentiellement impactés.
Ainsi, les incertitudes sont encore nombreuses et une amélioration des connaissances
est nécessaire notamment par une approche quantitative des relations entre
paramètres climatiques et aléas, en s’attachant au développement des réseaux de
suivi à long terme et d’outils de modélisation adaptés au contexte réunionnais. Par
ailleurs des projets en cours tel que l’Observatoire Régional des Risques naturels
permettra de mieux appréhender les aléas naturels face au changement climatique.
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BRGM/RP-59495-FR
Sommaire
1. Introduction .............................................................................................................13
2. Processus liés aux aléas naturels à la Réunion ..................................................15
2.1. LES MOUVEMENTS DE TERRAIN...................................................................15
2.1.1. Définition du phénomène ..........................................................................15
2.1.2. Localisation des phénomènes mouvements de terrain sur l’île ................16
2.1.3. Paramètres d’instabilité associés à chaque type de mouvements de
terrain .......................................................................................................19
2.1.4. Mesures prises face au risque mouvement de terrain ..............................31
2.1.5. Bilan des méthodes de suivi mises en place et connaissances acquises
sur les mouvements de terrain vis-à-vis des facteurs climatiques. ..........33
2.1.6. Synthèse de la sensibilité de l’aléa mouvement de terrain face aux
paramètres climatiques ............................................................................46
2.2. LES INONDATIONS ..........................................................................................50
2.2.1. Définition du phénomène ..........................................................................50
2.2.2. Localisation du phénomène inondation sur l’île ........................................53
2.2.3. Paramètres influençant l’aléa ...................................................................53
2.2.4. Mesures prises face au risque inondation ................................................55
2.2.5. Synthèse de la sensibilité de l’aléa inondation faces aux paramètres
climatiques ................................................................................................60
2.3. LES ALEAS COTIERS ......................................................................................61
2.3.1. Définition des phénomènes ......................................................................61
2.3.2. Localisation des phénomènes côtiers se produisant sur l’île ...................65
2.3.3. Paramètres influençant l’aléa ...................................................................65
2.3.4. Mesures prises face aux risques côtiers ..................................................69
2.3.5. Bilan des moyens de suivi et de surveillance mis en place et
connaissances acquises sur les risques côtiers vis-à-vis des facteurs
climatiques ................................................................................................70
2.3.6. Synthèse de la sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques79
2.4. SYNTHESE DE LA SENSIBILITE DES ALEAS NATURELS FACE AUX
PARAMETRES CLIMATIQUES .........................................................................81
3. Evolution des paramètres climatiques .................................................................83
3.1. EVOLUTION PASSEE ET FUTURE DES PARAMETRES CLIMATIQUES A
L’ECHELLE GLOBALE ......................................................................................85
BRGM/RP-59495-FR
5
3.1.1. Température............................................................................................. 85
3.1.2. Précipitations............................................................................................ 88
3.1.3. Tempêtes et cyclones .............................................................................. 91
3.1.4. Niveau de la mer ...................................................................................... 91
3.2. EVOLUTION PASSEE ET FUTURE DES PARAMETRES CLIMATIQUES A
L’ECHELLE DE LA REUNION .......................................................................... 94
3.2.1. Température............................................................................................. 94
3.2.2. Précipitations............................................................................................ 97
3.2.3. Tempête et cyclone ................................................................................ 100
3.2.4. Activité orageuse.................................................................................... 101
3.2.5. Houles Australes et cycloniques ............................................................ 102
3.2.6. Alizés...................................................................................................... 103
3.3. SYNTHESE DES EVOLUTIONS DES PARAMETRES CLIMATIQUES
ATTENDUS A LA FIN DU XXIIEME SIECLE .................................................... 105
4. Evaluation des modifications potentielles sur les risques naturels .............. 107
4.1. MODIFICATIONS POTENTIELLES DE L’ALEA MOUVEMENT DE TERRAIN107
4.1.1. Glissements de terrain ........................................................................... 107
4.1.2. Instabilités rocheuses............................................................................. 107
4.1.3. Erosion de sol ........................................................................................ 108
4.1.4. Erosion de berge .................................................................................... 108
4.2. MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA INONDATION ................... 109
4.3. MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA COTIER ............................ 109
4.3.1. Erosion côtière ....................................................................................... 109
4.3.2. Submersion marine ................................................................................ 110
4.4. SYNTHESE DES MODIFICATIONS POTENTIELLES ATTENDUES SUR LES
ALEAS NATURELS ......................................................................................... 110
5. Propositions d’indicateurs du changement climatique, et d’axes
d’améliorations des connaissances ................................................................... 115
5.1. PROPOSITIONS D’INDICATEURS PERMETTANT D’EVALUER LE
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET SES EFFETS ........................................... 115
5.1.1. Indicateurs climatiques........................................................................... 115
5.1.2. Indicateurs liés aux risques naturels ...................................................... 118
5.1.3. Suivi des impacts du changement climatique sur différents secteurs .... 119
5.1.4. Synthèse des indicateurs du changement climatique proposés ............ 121
6
BRGM/RP-59495-FR
5.2. PROPOSITION D’AXES D’AMELIORATION DES CONNAISSANCES ..........123
5.2.1. Sur l’évolution du climat ..........................................................................123
5.2.2. Sur les risques naturels ..........................................................................123
6. Conclusion ............................................................................................................125
7. Bibliographie .........................................................................................................129
Liste des illustrations
Illustration 1 : Cartographie de l’aléa mouvement de terrain et localisation des
principaux phénomènes de mouvement de terrain à l’échelle de l’ïle (DDRM, février
2008) ............................................................................................................................................ 17
Illustration 2 : Différents types de glissements de terrain (source BRGM) .................................. 19
Illustration 3 : Cartographie indicative de situation des formations altéritiques (Françoise
et Garnier, 2009) .......................................................................................................................... 21
Illustration 4 : zone de reptation sur le versant Sud-Ouest du Piton des Songes (extrait
Note de présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010) ........................................... 22
Illustration 5 : schématisation d’une coulée boueuse .................................................................. 22
Illustration 6 : Phénomène de chutes de blocs ............................................................................ 24
Illustration 7 : Déboulé survenu sur le secteur de La Petite Plaine (extrait Note de
présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010) ......................................................... 25
Illustration 8 : : Erosion des berges de la Rivière des Pluies lors de la Tempête Diwa
(mars 2006) – RD45 emportée (extrait Note de présentation- PPR de Sainte-Marie 2009) ............................................................................................................................................ 26
Illustration 9 : Correspondance entre les types d’écoulements, les types de cours d’eau
et les modes de transports solides (Stollsteiner et al., 2008) ...................................................... 27
Illustration 10 : Erosion des sols par ravinement à St-Gilles (source BRGM) ............................. 29
Illustration 11 : Exemple d’effondrement d’un tunnel de lave ...................................................... 30
Illustration 12 : Position des deux stations photogrammétriques au bord de Dolomieu (à
gauche) – Installation d’une des stations photogrammétriques (à droite) (IPGP/OVPF) ............ 33
Illustration 13 : Exemple de la station GPS fixe située à Mare à Poule d’eau (BRGM)............... 34
Illustration 14 : Exemple de capteur extensométrique en place sur le site du Maïdo
(Nedellec et Cruchet, 2008) ......................................................................................................... 35
Illustration 15 : Exemple du pluviomètre installé à l’Ilet à Vidot – (Cruchet et Aubert,
2003) ............................................................................................................................................ 36
Illustration 16 : Schématisation du système de mesure à sonde de pression sur un seuil
( extrait CCTP –construction des seuils de mesure hydrologiques-BRGM – mai 2010) ............. 37
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7
Illustration 17 : Exemple du seuil mis en place à Pont de Chien ( photo BRGM –
décembre 2010)........................................................................................................................... 37
Illustration 18 : Hell-Bourg : déplacements (mesurés et reconstitués par le modèle
Tempo)en fonction de la pluviométrie (Bellanger et Aunay, 2008) ............................................. 42
Illustration 19 : Hell-Bourg : vitesse de déplacement en fonction de la pluviométrie
(Bellanger et Aunay, 2008) .......................................................................................................... 42
Illustration 20 : Aléa érosif en saison fraiche (A) ; orageuse (B) et cyclonique (C)
(Chevallier et al, 2002)................................................................................................................. 45
Illustration 21 : schématisation d’inondation par débordement d’un cours d’eau et
concentration du ruissellement dans une ravine ......................................................................... 50
Illustration 22 : Schématisation d’une inondation par stagnation des eaux pluviales sur
une zone plane et par remontée de la nappe phréatique............................................................ 50
Illustration 23 : schématisation d’une inondation en secteur urbain : ruissellement et
saturation du réseau d’évacuation............................................................................................... 51
Illustration 24 : Schématisation d’une inondation par submersion des zones littorales .............. 51
Illustration 25 : Radier de la ravine du Chaudron submergé au niveau du stade de l’Est
et de carrefour à Saint-Denis lors du passage de Dina (photo Météo France,2002) .................. 51
Illustration 26 : Inondation à Saint-Paul, Cocoteraie lors du passage de Dina (photo
Météo-France, 2002) ................................................................................................................... 52
Illustration 27 : Structure d’une lave torrentielle .......................................................................... 52
Illustration 28 : Carte du réseau hydrographique de la Réunion et des principales zones
inondables (DDRM, Février 2008) ............................................................................................... 53
Illustration 29 : Réseau climatologique de La Réunion. Source Météo-France Réunion,
2003 ............................................................................................................................................. 56
Illustration 30 – Courbe de dommage moyen annuel (adapté d’Erdlenbruch et al., 2008) ......... 59
Illustration 31 – Recul classique d’une falaise ............................................................................. 61
Illustration 32 : Fracture (A) et sous-cavage (B) des falaises basaltiques de la
Possession (De La Torre et al. , 2008) ........................................................................................ 62
Illustration 33 : Action de l’érosion visible au niveau des racines des filaos mises à nues
sur la plage de l’Hermitage .......................................................................................................... 62
Illustration 34 – Transits sédimentaires d’un cordon littoral (adapté d’après Paskoff,
1998) ............................................................................................................................................ 63
Illustration 35 : Représentation schématique du niveau marin extrême
(Cariolet et Suanez, 2008) ........................................................................................................... 64
Illustration 36 : houle cyclonique au Barachois lors du passage de Dina ( photo Météo
France, 2002) .............................................................................................................................. 65
Illustration 37 - Origine des vents dominants à La Réunion (Cordier, 2007) .............................. 65
Illustration 38 : Distribution des vents de l’ïle (source Météo-France) ........................................ 66
Illustration 39 : Les différents régimes de houles à La réunion (Météo France, 2009) ............... 67
Illustration 40 : Exemple de houlographe (source base de données CANDHIS) ........................ 71
8
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 41 : Courantomètre de marque Nortek fixé sur le fond (E.Cordier, 2007) ................ 72
Illustration 42 : Montage d’un courantomètre sur le fond (Cordier et Troadec, 2009) ................. 73
Illustration 43 : Analyse de l’évolution historique du trait de côte de St-Denis sur deux
zones à partir de photographies aériennes (Blangy et al., 2009). ............................................... 74
Illustration 44 : Station fixe (à gauche) et mobile (à droite) du système DGPS pour la
topographie (De la Torre et al., 2009) .......................................................................................... 75
Illustration 45 : couplage sondeur/GPS embarqué pour la bathymétrie (à gauche) ; levé
topographique des zones arrières récifales peu profondes au DGPS (à droite) (Blangy
et al.,2009) ................................................................................................................................... 75
Illustration 46 : vue de détail de la falaise de Mesnil Val mesurée par Scanner laser.
Les blocs qui se sont détachés sont représentés en couleur.(Dewez et al. 2007)...................... 76
Illustration 47 :Evolution de la Pointe des Galets (Orthophotographie IGN 2003 –
Blangy et al, 2009) ....................................................................................................................... 78
Illustration 48 : Profil topo-bathymétrique au Port (Pointe des Galets) – Zoom sur les 80
premiers mètres (Blangy et al, 2009) ........................................................................................... 78
Illustration 49 : Les 4 grandes familles des scénarios climatiques et leurs orientations
(GIEC) .......................................................................................................................................... 84
Illustration 50 : Tendances mondiales linéaires de températures au cours de la période
1979 à 2005 par saison estimées à la surface. Le gris indique les secteurs où les
données sont incomplètes (IPCC, 2007) ..................................................................................... 86
Illustration 51 : Evolution projetée de la température en surface sur l’ensemble du
Globe pour les décennies 2020-2029 et 2090-2099 en fonction des trois scénarios
(IPCC, 2007) ................................................................................................................................ 87
Illustration 52 : Distribution des tendances linéaires dans le volume des précipitations
annuelles sur les terres dans la période 1901-2005 (%par siècle). Les zones grisées
indiquent qu'une insuffisance de données empêche de donner une tendance fiable
(IPCC, 2007) ................................................................................................................................ 88
Illustration 53 : Variations relatives du régime des précipitations (%) pour la période
2090-2099, par rapport à la période 1980-1999. Les valeurs indiquées sont des
moyennes tirées de plusieurs modèles, obtenues à partir du scénario A1B pour des
périodes allant de décembre à février (à gauche) et de juin à août (à droite). Les zones
en blanc correspondent aux régions où moins de 66% des modèles concordent sur le
sens de la variation et les zones en pointillé à celles où plus de 90% des modèles
concordent sur celui-ci. (IPCC, 2007) .......................................................................................... 89
Illustration 54 : variations relatives du régime de précipitations sur l’océan Indien
obtenues à partir du scénario A1B. Cartes du haut : moyenne de 21 modèles des
variations sur l’année, sur la période de décembre à février et sur la période de juin à
juillet pour la période de 2080 à 2099 par rapport à la période 1980-1999. Cartes du
bas : nombre de modèles sur les 21 où les variations de précipitations sont positives.
(IPCC, 2007) ................................................................................................................................ 90
Illustration 55 : Distribution géographique des variations du niveau de la mer mesurées
par les satellites altimétriques Topex-Poséïdon entre1993 et 2003. (IPCC, 2007) ..................... 92
Illustration 56 : Températures moyennes annuelles de La Réunion et localisation des
stations étudiées (source Météo-France) .................................................................................... 94
BRGM/RP-59495-FR
9
Illustration 57 : Anomalies de températures, simulées par le modèle Arpège étiré, par
saison et par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo-France,
septembre 2009).......................................................................................................................... 96
Illustration 58 : Evolution des précipitations sur la période 1969-2008 (Extrait Rapport
Météo-France, 2009) ................................................................................................................... 97
Illustration 59 : Anomalies des précipitations, simulées par le modèle Arpège étiré, par
saison et par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo France,
septembre 2009).......................................................................................................................... 99
Illustration 60 : Répartition géographique des cyclogenèses sur le bassin Sud-Ouest de
l’océan Indien et indice SOI* sur la période 1969-2006 (Bureau Of Meteorology
australien - 2009) ....................................................................................................................... 100
Illustration 61 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot sur la période 1969-2008
(extrait rapport Météo France, septembre 2009) ....................................................................... 102
Illustration 62 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot par saison* (extrait rapport
Météo France, septembre 2009) - *DJF (Décembre, janvier, Février), MAM (Mars, Avril,
Mai), JJA (juin, Juillet, Aout), OND (Octobre, Novembre, Décembre). ..................................... 102
Illustration 63 : Pression au niveau de la mer moyenne sur la période 1961-1990
(source Météo-France) .............................................................................................................. 104
Illustration 64 : température de la surface de la mer – synthèse image du 28/10/1999.
Station de la Réunion (source site ONERC) ............................................................................. 116
Illustration 65 : carte des concentrations en Chlorophylle-a issue des données
synthétisées sur une période de 8 jours entre le 08/10/2002 et le 15/10/2002 de la
station de réception satellitaire de l’île de La Réunion (source site ONERC). .......................... 119
Liste des tableaux
Tableau 1 : Sensibilité de l’aléa glissement de terrain face aux paramètres climatiques ........... 46
Tableau 2 : Sensibilité de l’aléa chute de blocs et éboulements face aux paramètres
climatiques ................................................................................................................................... 47
Tableau 3 : Sensibilité de l’aléa érosion de sol face aux paramètres climatiques ...................... 48
Tableau 4 : Sensibilité de l’aléa érosion de berge face aux paramètres climatiques ................. 49
Tableau 5 : Sensibilité de l’aléa inondation face aux paramètres climatiques ............................ 60
Tableau 6 : Sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques .................................... 79
Tableau 7 : Sensibilité de l’aléa submersion marine face aux paramètres climatiques ............. 80
Tableau 8 : Synthèse de la sensibilité des aléas naturels face aux paramètres
climatiques ................................................................................................................................... 82
Tableau 9 : Synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ième siècle en
l’état des connaissances actuelles ............................................................................................ 106
Tableau 10 : Synthèse des modifications potentielles attendues sur les aléas naturels
par le changement climatique .................................................................................................... 113
10
BRGM/RP-59495-FR
Tableau 11 : Synthèse des indicateurs de vulnérabilité proposés face au changement
climatique ................................................................................................................................... 122
BRGM/RP-59495-FR
11
1. Introduction
La Réunion est une des régions françaises les plus exposées aux aléas naturels. Or,
compte-tenu du fort développement démographique de l’île, la vulnérabilité globale
face aux aléas naturels devrait s’accroître avec le changement climatique.
Dans ce contexte, la Direction de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement
de la Réunion souhaite qualifier les tendances d’évolutions futures des aléas naturels à
la Réunion au regard des modifications des paramètres climatiques afin de mettre en
place des stratégies d’adaptation en accord avec le Schéma Régional Climat Air
Énergie.
L’objet de cette étude est donc d’évaluer qualitativement l’impact potentiel du
changement climatique sur les aléas naturels (mouvements de terrain, inondations et
aléas côtiers) à la Réunion.
Pour cela, l’étude décrit chaque aléa considéré et précise, dans un premier temps,
l’influence potentielle des paramètres climatiques sur chaque type de phénomène à
risque. Elle synthétise, dans un second temps, les études disponibles sur le
changement climatique à la Réunion pour proposer une appréciation de l'évolution des
aléas et des risques au regard des changements climatiques. Enfin, des propositions
d'indicateurs, permettant d’évaluer le changement climatique et ses effets, et d'axes
d'amélioration des connaissances sont formulées.
BRGM/RP-59495-FR
13
2. Processus liés aux aléas naturels à la Réunion
2.1.
LES MOUVEMENTS DE TERRAIN
2.1.1.
Définition du phénomène
Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « mouvements de terrain »
(MATE et METL, 1999). Les mouvements de terrain sont des manifestations de
déplacement gravitaire de masse de terrain déstabilisées sous l’effet de sollicitations
naturelles (pluviométrie anormalement fortes, séismes, etc.) ou anthropiques
(terrassement, vibration, déboisement, exploitation de matériaux ou de nappes
aquifères, etc.).
Ils recouvrent des formes très diverses qui résultent de la multiplicité des mécanismes
initiateurs (érosion, dissolution, déformation, et rupture sous chargement statique ou
dynamique), eux-mêmes liés à la complexité des comportements géotechniques des
matériaux sollicités et du contexte géomorphologique (structure géologique, géométrie
des réseaux de fractures, caractéristiques des nappes aquifères, etc.).
Les principaux types de mouvements de terrains sont :
-
les glissements de terrain et coulées boueuses ;
-
les chutes de pierres, de blocs, et les éboulements ;
-
les phénomènes d’érosion (érosion de berge et ravinement).
Les phénomènes d’affaissements et effondrements (liés à des cavités souterraines)
sont également présents sur l’île, mais beaucoup plus rares.
Un autre phénomène naturel pourrait être classé dans la typologie des mouvements de
terrain. Il s’agit des laves torrentielles, il sera décrit dans l’aléa inondation.
BRGM/RP-59495-FR
15
2.1.2.
Localisation des phénomènes mouvements de terrain sur l’île
A la Réunion, les mouvements de terrain se produisent essentiellement :
 au niveau des escarpements (remparts, falaises, abrupts, berges,...),
 à l’intérieur des cirques et des ravines,
 dans une moindre proportion, sur les planèzes1.
Ceci est illustré par la carte de l’Illustration 1 où figure la répartition des phénomènes
de mouvements de terrain recensés dans la Base de Données Mouvement de terrain
(BD MVT), gérée par le BRGM ainsi qu’un zonage des secteurs les plus exposés à
l’aléa mouvement de terrain.
1
Planèze : plateau de basalte limité par des vallées convergentes ; typique des régions volcaniques, il
forme les pentes de l’île autour des cirques
2
Battance : désagrégation et encroûtement d’un sol en surface sous l’action des gouttes de pluie.
3
OVPF : Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise
4
IPGP : Institut de Physique du Globe de Paris
5
SCHAPI : Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations
6
Déflation (n.f.) : Erosion éolienne. Processus d’entraînement des particules fines sous l’effet du vent.
16
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 1 : Cartographie de l’aléa mouvement de terrain et localisation des principaux phénomènes de mouvement de terrain à l’échelle
de l’ïle (DDRM, février 2008)
BRGM/RP-59495-FR
17
2.1.3.
Paramètres d’instabilité associés à chaque type de mouvements
de terrain
a) Les glissements de terrain, fluage, reptation et coulées boueuses
Nature du phénomène glissement de terrain
Les glissements de terrain sont des déplacements en masse affectant des formations
géologiques meubles, sur une surface de rupture et au cours desquels les produits
déplacés gardent leur cohérence. La surface de rupture peut être plane (sur une
discontinuité lithologique – on parle de glissement-plan) ou courbe (glissement
rotationnel). Les lois mécaniques de la rupture des matériaux font que cette surface a
une forme plus ou moins sphérique en général. Sa profondeur peut varier de l’ordre du
mètre (voire moins – glissements superficiels) à quelques dizaines de mètres (voire
sensiblement plus pour des phénomènes exceptionnels).
Ce sont généralement des phénomènes lents, mais ils peuvent s’accélérer (ou se
déclencher) brutalement en particulier sur une surface plane liée à une discontinuité.
Illustration 2 : Différents types de glissements de terrain (source BRGM)
BRGM/RP-59495-FR
19
Les paramètres influençant l’aléa
L’apparition des phénomènes de glissements de terrain, est le résultat de la
conjonction de plusieurs facteurs :
-
la géologie : l’état d’altération d’un matériau, et par corrélation ses
caractéristiques mécaniques, sa perméabilité, conditionnent la pente limite
d’équilibre d’un terrain et de fait la probabilité d’occurrence de désordres ;
-
la morphologie : l’importance de la pente va notamment conditionner la
possibilité que puissent survenir, de façon préférentielle, des phénomènes
lents (fluage, phénomènes superficiels pouvant intéresser des terrains peu
pentus) ou au contraire rapides;
-
la nature et l’importance du couvert végétal, jouant un rôle dans la
stabilité, le déclenchement et la propagation des phénomènes de
glissement ; ce rôle pouvant être bénéfique (renforcement de la cohésion
des sols par le système racinaire) ou au contraire néfaste (effet de levier par
les ligneux sous l’effet du vent pouvant déstabiliser les terrains et favoriser
les infiltrations d’eau) ;
-
l’eau, qui représente dans la grande majorité des phénomènes de
glissement un élément moteur prépondérant. Les phénomènes d’infiltration
(anthropiques ou non), les écoulements en surface ou souterrains
(développement de surpressions préjudiciables) associées à un épisode
pluvieux peuvent notamment contribuer aux instabilités.
Localisation préférentielle des glissements de terrain
Les glissements de terrain, ont lieu préférentiellement dans les cirques et sur les zones
de terrain altérés. Une carte indicative de situation des altérites a été établie en 2009
par le BRGM (Illustration 3). A partir de la BD MVT, il a pu être constaté qu’au sein seul
de ces niveaux altéritiques, 27,74% des glissements recensés s’y sont produits.
(Cochery et Al, 2011),
20
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 3 : Cartographie indicative de situation des formations altéritiques (Françoise
et Garnier, 2009)
Phénomènes particuliers et paramètres les influençant
Les phénomènes de fluage-reptation
Il s’agit de mouvements relativement lents et irréguliers, touchant des terrains
généralement peu pentus. L’épaisseur de sol mobilisée est, dans la plupart des cas,
limitée à quelques décimètres, de façon assez exceptionnelle de l’ordre du mètre.
Affectant des terrains de constitution à dominante argileuse marquée, le fluage est
dans la majeure partie des cas étroitement associé à un contexte hydrogéologique
préjudiciable à la stabilité des sols (saturation des horizons superficiels entrainant leur
perte de cohésion).
BRGM/RP-59495-FR
21
Illustration 4 : zone de reptation sur le versant Sud-Ouest du Piton des Songes (extrait Note de
présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010)
Les coulées boueuses
Les coulées de boue correspondent à des mouvements rapides d'une masse de
matériaux remaniés, à forte teneur en eau et de consistance plus ou moins visqueuse.
Elles sont la conséquence et la prolongation de certains glissements, dans des
conditions de large remaniement et de forte saturation en eau, sur des terrains aux
pentes généralement relativement fortes (Illustration 5).
Illustration 5 : schématisation d’une coulée boueuse
22
BRGM/RP-59495-FR
b) Les chutes de blocs, éboulements et écroulements
Nature du phénomène
Les chutes de masses rocheuses sont des mouvements rapides, discontinus et
brutaux résultant de l'action de la pesanteur et affectant des matériaux rigides et
fracturés. En fonction du volume total de matériaux éboulés, on distingue :
-
les chutes de pierres (volume inférieur à 1 dm3) ou de blocs ; le volume
mobilisé lors d'un épisode donné est limité à quelques dizaines de m3 ;
-
les éboulements en masse (le volume total en jeu est compris entre 100 et
10 000 m3) ;
-
les écroulements ou éboulements en grande masse (le volume total
mobilisé est supérieur à 10 000 m3 et peut atteindre plusieurs dizaines de
millions de m3).
Les matériaux tombés s’accumulent de façon désordonnée en pied de pente, et
forment une morphologie caractéristique en forme de cône d’éboulis, ou en placage de
pente plus faible en pied de paroi. On peut observer également des « champs de
blocs » (présence de blocs plus ou moins isolés témoignant de l’activité historique).
Plusieurs paramètres naturels sont favorables à la mobilisation des blocs (Illustration
6) :
- la géologie : présence éventuelle d’une formation sous-jacente plus
meuble, déformable ou érodable, induisant des contrastes de compétence
(intercalation de niveaux de gratons, alternance de niveaux basaltiques
massifs et de produits pyroclastiques – scories, cendres – créant des
discontinuités stratigraphiques et des comportements mécaniques
hétérogènes) ; présence fréquente de discontinuités structurales (diaclases,
joints, intrusions) sur un versant à la topographie sensible et participant au
démantèlement de la masse rocheuse ;
-
la morphologie;
-
La croissance de la végétation (actions du système racinaire dans les
fissures) ou effet balancier (sollicitation sous l’action de vents violents) ;
-
L’action mécanique de l’eau (pression hydrostatique due à l’infiltration des
eaux météoritiques dans les interstices ou les fissures du matériel rocheux,
ravinement superficiel) ;
BRGM/RP-59495-FR
23
-
Les sollicitations cycliques (vent, chocs thermiques) sur une très longue
durée générant une « fatigue » du matériau et favorisant une baisse de sa
résistance.
Illustration 6 : Phénomène de chutes de blocs
Localisation préférentielle des chutes de masses rocheuses
Ces phénomènes se produisent de façon préférentielle au niveau des cirques et
falaises littorales.
c) Les « coulées de débris »
Nature du Phénomène et paramètres influençant l’aléa associés
Ces coulées, souvent appelées à La Réunion « déboulés », sont constituées d’un
mélange de roches, de sol, d’eau et de boue.
Le déclenchement des coulées de débris se fait lorsque la couche superficielle de
roches altérées située dans des zones à fortes pentes ou des terrains préalablement
désorganisés, est suffisamment saturée en eau. Elles se produisent de fait
préférentiellement au cours d’épisodes pluvieux de forte intensité et laissent de
grandes cicatrices dans le paysage (de façon assez provisoire cependant), à cause du
décapage du couvert végétal et des terrains superficiels (Illustration 7).
24
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 7 : Déboulé survenu sur le secteur de La Petite Plaine (extrait Note de présentationPPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010)
BRGM/RP-59495-FR
25
d) Erosion de berge
Nature et localisation du phénomène
Ce phénomène se manifeste par un « arrachement » ou un éboulement de la berge
d’un cours d’eau (Illustration 8) et concerne la majorité des ravines de la Réunion.
Les paramètres d’instabilité
Plusieurs paramètres naturels sont favorables à l’érosion de berges :
-
la géologie : érodabilité des terrains en place ;
-
la géométrie de la berge (hauteur et pente) : les phénomènes d’érosion de
berges sont ainsi plus conséquents dans les ravines fortement encaissées
et/ou dont les berges sont constituées de matériaux facilement érodables ;
-
l’action mécanique du cours d’eau : le pouvoir érosif du cours d’eau dépend
à la fois du débit liquide et du débit solide. Il sape le pied des rives et conduit au
glissement ou à l’éboulement de la berge par suppression de la butée qui
assurait l’équilibre.
Illustration 8 : : Erosion des berges de la Rivière des Pluies lors de la Tempête Diwa (mars
2006) – RD45 emportée (extrait Note de présentation- PPR de Sainte-Marie - 2009)
Le schéma ci-dessous (Illustration 9) résume les différents types d’écoulements
susceptibles de se produire à la Réunion. Il met en évidence le passage à un mode
torrentiel (plus destructeur) en fonction de l’augmentation de la pente et de la fourniture
de matériaux.
26
BRGM/RP-59495-FR
Le transport des matériaux solides se produit à partir d’un certain seuil de débit liquide.
Le transport solide maximum est fortement corrélé au débit liquide : il a pu être estimé
que les apports de matériaux annuels lors d’une année exceptionnelle peuvent être
multipliés de 3 à 7 selon l’analyse de certaines rivières, comparés aux apports moyens
annuels (Stollsteiner et al, 2008).
Illustration 9 : Correspondance entre les types d’écoulements, les types de cours d’eau et les
modes de transports solides (Stollsteiner et al., 2008)
BRGM/RP-59495-FR
27
e) Erosion des sols (par ravinement)
Nature du phénomène
Le ravinement (Illustration 10), lié à l’écoulement en surface des eaux météoriques,
peut être très localisé ou au contraire diffus sur toute une pente. Les mécanismes mis
en jeu sont, successivement, la désagrégation des matériaux, leur ablation, leur
transport sur des distances variables, puis leur dépôt. Les deux derniers phénomènes
ne concernent plus strictement les mécanismes d’érosion ; ils en sont la conséquence.
L’érosion des sols dépend de plusieurs paramètres qui sont en premier lieu :
-
la topographie ;
le pouvoir d’absorption du sol ;
l’intensité des précipitations ;
la géologie (érodabilité des terrains en place) ;
l’occupation du sol (notamment présence et densité du couvert végétal) ;
la sensibilité à la battance2.
Localisation préférentielle du phénomène d’érosion de sol
Les zones touchées sont souvent des terrains en partie dénudés et vallonnés, voire
accidentés, qui favorisent de ce fait le développement et la concentration de
ruissellements.
2
Battance : désagrégation et encroûtement d’un sol en surface sous l’action des gouttes de pluie.
28
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 10 : Erosion des sols par ravinement à St-Gilles (source BRGM)
f) Les effondrements de cavités
Nature du Phénomène et paramètres influençant l’aléa
Il existe à la Réunion des tunnels de lave qui correspondent à des cavités de section
métrique à plurimétrique, formées au sein d'une coulée de lave fluide au moment de sa
mise en place. Des salles de grande dimension, d'extension décamétrique, ont été
observées en plusieurs points de l'île. La longueur de ces cavités souterraines est
également variable, de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres, (voire plus
d’un kilomètre). Il convient de préciser que les tunnels de lave sur l’île ne sont pas tous
connus et que des dimensions plus importantes sont possibles.
Ces tunnels sont naturellement stables. La lave constituant la voûte s'est refroidie in
situ et est, de ce fait, généralement bien consolidée.
Toutefois, des effondrements de la voûte peuvent se produire à la suite de travaux ou
de dégradations naturelles provoquées par des infiltrations d'eau depuis la surface et
par l'action végétale (Illustration 11).
BRGM/RP-59495-FR
29
Illustration 11 : Exemple d’effondrement d’un tunnel de lave
Localisation des tunnels de lave
A l’heure actuelle, ces tunnels de lave ont été principalement découverts dans le
Sud, sur les communes de Saint-Philippe, Sainte-Rose et Saint-Joseph, de même
que sur la côte ouest, entre Saint -Gilles et l'Étang Salé, et à la plaine des Cafres.
30
BRGM/RP-59495-FR
2.1.4.
Mesures prises face au risque mouvement de terrain
Plusieurs natures de mesures existent permettant d’appréhender l’aléa. Certaines
d’entre elles, permettent de mieux comprendre les phénomènes naturels et d’autres
ont un objectif préventif face au risque. Les reliefs abrupts de la Réunion, sont soumis
à une érosion des plus rapides et à des mouvements de terrain pouvant prendre une
ampleur considérable, nécessitant un suivi des plus soutenu.
a) La surveillance
Une veille météorologique
Elle prend essentiellement en compte les épisodes de fortes précipitations susceptibles
de déclencher des mouvements de terrain.
Sur la route du Littoral, un dispositif d’alerte est mis en place afin de prévenir des
chutes de blocs. Il est basé sur un suivi du cumul de pluie à l’aide des 4 pluviomètres
situés sur le secteur de la falaise et sur l’observation des chutes de blocs par les
services de la Région.
Les seuils de basculement de la route du littoral suite à l’arrêté n°161 du 09/12/09 sont
les suivants :
 basculement de 24h pour toute pluie supérieure à 30mm ;
 basculement de 48h pour toute pluie supérieure à 50mm.
Ces seuils ont été établis à l’aide d’une approche statistique.
Le recensement des phénomènes historiques
La Base de Données Mouvements de Terrain (BD MVT)
Cette base de données recense une partie des mouvements de terrain survenus à la
Réunion depuis 1845. Elle mémorise de façon homogène l’ensemble des informations
disponibles sur les situations récentes ou des évènements passés.
Les Dossiers de demande de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle
Les mouvements de terrains déclenchés à la suite d’intempéries exceptionnelles et
créant des dégâts au sein des communes font l’objet d’un recensement (presse,
enquête auprès des services de l’état et reconnaissances de terrain) dans le but
d’instruire un dossier de demande de reconnaissance de l’état de catastrophe
naturelle.
BRGM/RP-59495-FR
31
Un suivi de mesures sur site de mouvements de grande ampleur
Ce suivi permet de connaître l’évolution des mouvements de grande ampleur et de
mieux appréhender leur dynamique parfois complexe. Ce point sera développé au
paragraphe suivant (2.1.5).
b) La prise en compte du risque dans l’aménagement du territoire
L’atlas des risques, document informatif
Dans le cadre de la loi du 22 juillet 1987, l'État se doit de porter à la connaissance du
public l'ensemble des phénomènes naturels pouvant faire courir un risque aux
personnes et aux biens. Ainsi, ont été réalisées des cartes d’aléas au 1/25000 sur une
partie de l’île, constituant des documents informatifs.
Les Plans de Préventions des Risques (PPR), document réglementaire
Le PPR concerne un aléa ou plusieurs types d'aléas (on parle alors de PPR Multialéas). Il est généralement réalisé pour une commune, à l’échelle du 1/10 000 et
1/5000 dans les zones à enjeux, et définit les zones inconstructibles, les zones
constructibles sous contraintes et sans contraintes vis-à-vis du ou des aléas concernés
par le PPR. Ces différentes zones sont définies suivant la nature et le degré d'intensité
de ou des aléas étudiés.
32
BRGM/RP-59495-FR
2.1.5.
Bilan des méthodes de suivi mises en place et connaissances
acquises sur les mouvements de terrain vis-à-vis des facteurs
climatiques.
a) Descriptions des moyens mis en œuvre
Différents dispositifs d’appareillage, énoncés ci-après, permettent le suivi et la
surveillance des mouvements de terrain.
Mesure par analyse photogrammétrique
Un dispositif de photogrammétrie a été mis en place en bordure du cratère Dolomieu
(Piton de la Fournaise) dans le cadre du projet UNDERVOLC, mené par l’OVPF3,
l’IPGP4 et le BRGM, afin de mesurer les variations morphologiques des flancs internes
du cratère (Illustration 12) et ainsi mettre en évidence d’éventuels éboulements voire
déceler d’éventuels signes annonciateurs de ces instabilités.
Illustration 12 : Position des deux stations photogrammétriques au bord de Dolomieu (à gauche)
– Installation d’une des stations photogrammétriques (à droite) (IPGP/OVPF)
3
OVPF : Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise
4
IPGP : Institut de Physique du Globe de Paris
BRGM/RP-59495-FR
33
Mesure de mouvements superficiels par moyens topographiques classiques,
GPS
Des bornes géodésiques ont été mises en place à Basse Vallée en 2007, implantées
de part et d’autres de 2 fissures importantes identifiées à proximité de la crête de la
falaise des rampes de Basse Vallée (compartiment menaçant la RN2), afin de suivre
leur évolution par le biais de relevés périodiques.
Un réseau de bornes géodésiques a par ailleurs été mis en place dans les cirques du
Massif du Piton des Neiges. A la fin des années 90, un suivi, qui concernait à Salazie,
la RD48 (de 1995 à 2002) et la RD 52 (de 1998 à 2002) a été initié par le service des
Routes du département de la Réunion en partenariat avec le BRGM. Des mesures de
positionnement GPS ont permis d’appréhender la dynamique des glissements au droit
du tracé des routes départementales. D’autres campagnes de mesures ont été
réalisées en 2003 et 2007 dans le cadre du projet de recherche sur les mouvements
de terrain de grande ampleur dans les cirques et les grandes ravines à La Réunion
(programme MVTerre). Elles ont permis de préciser les connaissances relatives à la
stabilité des cirques et, en ce qui concerne certains secteurs aux instabilités avérées,
de préciser l’évolution spatiale des mouvements et de quantifier les déplacements.
Deux stations GPS permanentes ont été mises en place dans ce contexte sur deux
sites de glissements actifs, Hell-Bourg et Grand Ilet (Illustration 13).
Ces dispositifs permettent de mieux appréhender, combinées avec les données
pluviométriques, les relations pluies / déplacements, et à terme pourraient permettre
d’ambitionner le calage de seuils d’alerte voire d’évacuation.
Station GPS fixe
Illustration 13 : Exemple de la station GPS fixe située à Mare à Poule d’eau (BRGM).
34
BRGM/RP-59495-FR
Mesure de déplacements en profondeur avec des inclinomètres et
extensomètres
Des extensomètres ont été mis en place fin 2003, sur les remparts du Maïdo et de
Mahavel, toujours dans le cadre du projet MVTerre afin de mesurer quotidiennement
l'écartement des principales fissures présentes en tête de paroi (Illustration 14) et
éventuellement de mettre en évidence des signes précurseurs de prochains
éboulements.
Une écaille de la route du Littoral a également fait l’objet d’un suivi à l’aide de 3
extensomètres. Celle-ci montra des signes de mouvements en fermeture sur un des
extensomètres quelques heures avant son effondrement en mai 2007.
Illustration 14 : Exemple de capteur extensométrique en place sur le site du Maïdo (Nedellec et
Cruchet, 2008)
Les dispositifs de mesures hydrologiques et hydrogéologiques présentés ci-après,
s’inscrivent comme des dispositifs de quantification du paramètre « eau »
prépondérant dans le déclenchement des mouvements de terrain.
Mesure du cumul pluviométrique avec des pluviomètres
L’île de la Réunion dispose d’un réseau de pluviomètres (Illustration 15) géré par
Météo-France réparti sur l’ensemble du territoire (Illustration 29).
BRGM/RP-59495-FR
35
Pluviomètre
Unité d’acquisition
d’alimentation solaire
et
unité
Illustration 15 : Exemple du pluviomètre installé à l’Ilet à Vidot – (Cruchet et Aubert, 2003)
Mesures de niveau d’eau souterraine avec des piézomètres.
Trois piézomètres de 100m de profondeur sont en place sur Grand-Ilet. Ils font
actuellement l’objet d’un suivi dans le cadre du projet de recherche MVTERRE 2 qui a
pour objectif de mieux appréhender ces phénomènes en associant un suivi quantitatif
continu des eaux souterraines aux suivis géodésiques et pluviométriques.
Actuellement, cette démarche en est encore qu’au stade de la Recherche.
Mesures hydrologiques des sources
Le suivi du débit de deux sources du plateau de Grand Ilet à Salazie (Clain et Pont de
Chien) est également réalisé dans le cadre du projet MVTERRE 2 pour le suivi du
glissement de terrain de grande ampleur.
Afin d’enregistrer ces débits, un seuil permettant d’obtenir un niveau de référence
horizontal a été construit dans lequel une sonde est installée afin de mesurer la
hauteur d’eau existante dans la retenue (Illustration 16 et Illustration 17). Celle-ci est
reliée à une station d’acquisition et de stockage des données.
36
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 16 : Schématisation du système de mesure à sonde de pression sur un seuil ( extrait
CCTP –construction des seuils de mesure hydrologiques-BRGM – mai 2010)
Position sonde
Ecoulement
Illustration 17 : Exemple du seuil mis en place à Pont de Chien ( photo BRGM – décembre
2010)
BRGM/RP-59495-FR
37
b) Bilan des relations établies par ces méthodes de suivi et de
surveillance
Le suivi de certains sites instrumentés (Maïdo, Mahavel, Hell-Bourg et Grand Ilet) a
permis d’établir, en première approche, certaines relations avec les conditions
climatiques (relations nécessitant d’être confirmées et précisées par la poursuite des
opérations de suivi).
Relations climatiques avec les mouvements de terrains de type chutes de blocs,
éboulement et écroulement
Relation température / instabilités rocheuses
Les résultats des suivis des dispositifs extensométriques sur les 2 sites de Maïdo et de
Mahavel, (Nedellec et Cruchet, 2008), ont parfaitement mis en évidence de légers
déplacements réversibles induits par les phénomènes de dilatation et de rétractation
thermiques issus des contrastes thermiques entre le jour et la nuit (0,1 mm) ou
saisonniers (entre la saison chaude et la saison froide) (1 mm).
En effet, les températures des hautes planèzes (plus de 2 000 m d'altitude) se
singularisent par des contrastes relativement importants :
- en Aout (hiver austral) :
o température minimale moyenne de + 4° C
o température maximale moyenne de + 14° C
- en février (été austral) :
o température minimale moyenne de + 12° C
o température maximale moyenne de + 20° C
Il n'est pas rare d'observer du gel en hiver à cette altitude, et dans la même journée en
début d'après-midi, des températures dépassant +25° C au soleil.
Relations pluies / instabilités rocheuses
Relations Pluies / Effondrements en masse (cas des Remparts)
Sur les sites du Maïdo et Mahavel, concernant les pluies, aucune relation directe n'a pu
être mise en évidence entre résultats extensométriques et pluies quotidiennes
enregistrées à proximité des sites. En effet, les écroulements de masse ne semblent
pas directement liés à une importante mise en pression hydraulique des fractures
verticales, rapidement après des pluies exceptionnelles, et provoquant un basculement
du pan rocheux.
38
BRGM/RP-59495-FR
Ceci peut s’expliquer notamment par les raisons suivantes :
-
la dimension des fractures, souvent importantes sur les sites étudiés, et
qui se révèlent extrêmement drainantes, nécessiteraient une
alimentation considérable en eau pour permettre le développement de
pressions suffisantes pour déplacer un panneau rocheux très
volumineux. Par ailleurs, les niveaux scoriacés très ouverts peuvent
contribuer au drainage du système.
-
les pentes moyennes de la paroi dans le rempart ne sont pas
subverticales, donc les panneaux rocheux ne sont pas proches de
l'équilibre gravitaire et par conséquent il serait nécessaire de développer
un mouvement horizontal très important (plusieurs mètres, voire plus de
10 m) avant de permettre le basculement des gigantesques panneaux
rocheux.
Par ailleurs,
-
au niveau du Maïdo, le plateau et les coulées sont inclinées de
quelques degrés vers l’Ouest, c’est-à-dire à l'opposé du rempart. Cela
signifie que les eaux infiltrées s'écartent rapidement du rempart, ce qui
limite la possibilité de mise en pression des fissures ;
-
à Mahavel, le pendage des coulées ramène les eaux infiltrées vers le
rempart. Cependant l’impluvium sur le plateau entre le rempart et le
rempart de l’escarpement de la Plaine des Sables à l’Est est assez
étroit : de l’ordre de 300m. Le potentiel d'alimentation en eaux
souterraines reste donc limité.
Cependant, si les précipitations n'apparaissent pas comme étant un facteur direct de
déclenchement des effondrements de rempart sur les deux sites étudiés (ce constat a
été également fait sur d'autres sites de La Réunion comme par exemple l'effondrement
du Bras des Roches Noires en décembre 2006) les pluies peuvent avoir une action
déstabilisatrice dans le déclenchement des effondrements en masse.
Ainsi, A Mahavel, en janvier 2001, aux regards des pluies exceptionnelles enregistrées
deux semaines avant l’éboulement d’environ 2 Mm3, on ne peut exclure que les eaux
souterraines aient indirectement une action déstabilisatrice vis-à-vis d’une
configuration déjà très proche de la rupture, et de toute façon vouée à un effondrement
à court ou moyen terme.
Le mode de déstabilisation à l'origine des vastes effondrements est le plus souvent
assimilable à une rupture de l'assise de la colonne rocheuse sous le poids de cette
dernière. En effet, lentement la fracturation se développe en profondeur sous l'action
de la décompression et de la fatigue de la roche. De plus, la forme légèrement
concave des fissures conduit progressivement à réduire les dimensions en profondeur
de l'assise de la colonne rocheuse. Le processus se poursuit jusqu'à ce que la
BRGM/RP-59495-FR
39
contrainte verticale sur la fondation excède la résistance de cette dernière. La rupture
est alors assimilable à un essai de compression axial sur échantillon avec
développement d'une fracture oblique par rapport à la verticale. Les critères de rupture
sont d'autant plus rapidement atteints que l'assise rocheuse est déjà préfracturée ou
altérée. Dans ce cadre, les eaux souterraines en fragilisant un peu plus le système
peuvent être le déclencheur par anticipation de l'effondrement.
Le cas de Mahavel, ainsi que deux autres cas (éboulement en masse au PR11 + 900
de la Falaise du Littoral le 24 mars 2006 (30 000 m3), et de Grand éboulis de la Rivière
des pluies en mars 2002 (500 000 m3), (Nedellec et Cruchet, 2008), met en évidence
que l’enregistrement de pluies exceptionnelles dans les deux mois qui précèdent,
montre que les pluies peuvent avoir une action indirecte :
- soit par sapement du pied de paroi en éliminant une partie de la butée de pied
(Rivière des pluies), voire en entamant directement la paroi ;
- soit par action des eaux infiltrées, ayant relativement lentement progressé
vers les fissures de la paroi. Ces eaux peuvent agir de différentes façons dans
les fissures :
baisse de cohésion des argiles de remplissage, ce qui réduit la
résistance au cisaillement entre les épontes des discontinuités ;
o
mise en pression des fissures et meilleur report du poids des
colonnes rocheuses sur leur assise ;
o
dans une moindre mesure, action de basculement des écailles de
roche.
o
Ceci ne se conçoit que pour des massifs fracturés relativement peu
perméables, ou tout au moins présentant des niveaux plus fermés.
Relations Pluies / Chutes de pierre ou de blocs (V<100m3)
Les phénomènes de faible et moyenne ampleur sont quant à eux, directement plus
sensibles aux actions des eaux infiltrées. Ils se produisent préférentiellement lors
d’épisodes pluvieux intenses, comme en témoignent les nombreuses chutes de blocs
recensées sur la route de Salazie et celle de Cilaos après chaque épisode pluvieux
intense.
40
BRGM/RP-59495-FR
Relations climatiques avec les mouvements de terrains de type glissements de
terrain
Concernant l’étude des deux glissements de grande ampleur Hell-Bourg et Grand-Ilet,
le suivi historique par mesure GPS réalisé de 1995 à 2001 sur la route d’accès au
village d’Hell-Bourg (RD48) a mis en évidence une accélération de déformations après
chaque période pluvieuse, ce qui a été confirmé par de nouvelles mesures effectuées
en 2002 après le passage du cyclone Dina.
Des dispositifs supplémentaires ont été mis en place, dans le cadre du projet MVTerre,
en 2003 sur ces deux sites afin de mieux appréhender les relations pluies /
déplacements. Ainsi, les sites d’Hell-Bourg et Grand Ilet ont chacun été instrumentés
par une station GPS fixe et une station pluviométrique.
Les premiers résultats du suivi de ces deux sites, (Bellanger et Aunay, 2008), ont mis
en évidence les points suivants :
L’analyse combinée de la pluviométrie et des déplacements a montré qu’il existe une
relation directe pluies/déplacements. Cela s’explique probablement par un phénomène
de mise en pression des surfaces de cisaillement par les eaux d’infiltration rejoignant le
corps des glissements.
Toutefois, la persistance d’un déplacement minimum en période sèche alors que les
sources sont à l’étiage, montre que les masses instables ont une capacité à glisser
purement gravitairement. La résistance au cisaillement résiduelle des surfaces de
glissement, acquise en grands déplacements, ne suffit plus à contenir la masse
glissée. La pluviométrie joue donc le rôle d’accélérateur des mouvements, et n’a donc
pas un effet purement déclencheur.
La réactivité rapide du système pluies/déplacements tend à démontrer que la part
d’infiltration vers les plans de glissement est très importante. Elle pourrait ainsi
s’expliquer par le fait que ces infiltrations se font prioritairement, et de façon assez
directe, par le biais d’un réseau de fissures émergeant en surface et sont entretenues,
dans un second temps, par les infiltrations directes à travers le matériel brèchique
constituant les corps des deux glissements de terrain.
Il est présenté ci-après (Illustration 18 et Illustration 19), des courbes de déplacement
et vitesse de déplacement mis en relation avec la pluviométrie permettant de visualiser
les corrélations entre la pluviométrie et les phases d’accélération du mouvement.
BRGM/RP-59495-FR
41
600
500
8
400
6
300
4
200
2
100
0
2004
2005
2006
2007
Pluviométrie 12h (mm)
Déplacement en Y (m)
10
0
Y initial
Modèle Tempo
Pluvio 12h
Illustration 18 : Hell-Bourg : déplacements (mesurés et reconstitués par le modèle Tempo)en
fonction de la pluviométrie (Bellanger et Aunay, 2008)
Vitesse de déplacement en Y
(cm/12h)
Gamède
600
3.0
500
2.5
400
2.0
300
1.5
200
1.0
100
0.5
0.0
2004
2005
2006
2007
Pluviométrie 12h (mm)
Diwa
3.5
0
Vitesse
Pluvio 12h
Illustration 19 : Hell-Bourg : vitesse de déplacement en fonction de la pluviométrie (Bellanger et
Aunay, 2008)
A partir des résultats cumulés sur chaque saison, l’analyse combinée de la
pluviométrie et des déplacements, réalisée à partir du logiciel Tempo développé en
interne par le BRGM, tend à mettre en lumière le fait que la relation directe entre ces
deux paramètres est linéaire. Les simulations indiquent notamment :
- que les déplacements sont directement proportionnels à la quantité d’eau
tombée au cours de la saison humide (et donc en mesure de s’infiltrer dans
la zone en mouvement) ;
42
BRGM/RP-59495-FR
-
que l’occurrence de saisons cycloniques très arrosées ne génère pas «
d’emballement » du glissement, ce qui laisse supposer que les matériaux
glissés conservent une certaine résistance au cisaillement ;
-
qu’il est nécessaire de dépasser un cumul pluviométrique sur la saison pour
que les mouvements connaissent une accélération significative (1200 mm
sur Hell-Bourg, 2400 mm sur Grand Ilet).
Toutefois, les avancées sur la connaissance des relations pluies/déplacements restent
encore du domaine de la recherche et par conséquent nécessitent d’être confortées
par la poursuite du travail d’acquisition et d’interprétation de données au sein du projet
de recherche MVTerre2 actuellement en cours.
BRGM/RP-59495-FR
43
Relations climatiques avec l’érosion des sols
Une étude intitulée « Cartographie de l’aléa « érosion des sols » à la Réunion », a été
réalisée par le BRGM (Chevalier et al., 2001 et 2002) consistant à établir la
cartographie des différents types de sols érosifs et de l’aléa érosion sur l’ensemble du
territoire de l’Ile.
Cette étude met en évidence la diversité des processus intervenant dans les
phénomènes érosifs (érosion hydrique, éolienne, côtière…). L'agent morphogène
naturel prédominant est l'eau qui, de par les apports en pluie, agit en érosion diffuse
(érosion superficielle en nappe) et concentrée (rigole et ravinement). Le rôle du vent et
de la houle sont aussi mentionnés en ce qui concerne la dynamique littorale, mais leur
intervention reste mineure sur l’ensemble de la superficie de l’île.
Un modèle théorique et numérique d’érosion a été construit au sein d’un Système
d’Information géographique. Il est basé sur la connaissance de terrain d’un collège
d’ingénieurs/chercheurs d’organismes présents à la Réunion (BRGM, CIRAD, APR),
dont le rôle a été de déterminer au sein d’un « arbre de décision » les différents cas
d’interactions et de résultats possibles entre les différents facteurs d’érosion à partir
des données :
- du substratum (géologie et pédologie),
- de l’occupation du sol (version corrigée de la BD Topo de l’IGN)
- des saisons (cycloniques, orageuses et fraîches) définies de la manière suivante,
- une saison cyclonique, allant de décembre à mars ;
- une saison orageuse/pluvieuse, allant d’avril à juillet (des cyclones tardifs
peuvent survenir en avril, en ayant un impact comparable à celui d'un gros
orage) ;
- une saison sèche/fraîche, allant d’août à novembre.
A ces données, il a été combiné des données relatives à :
- la topographie (facteur Ls du modèle RUSLE3D, issu de Wishmeier)
- la pluviométrie (modèle de Bargeas, 1984).
Concernant les précipitations, d’après l'analyse des données concrètes de mesures
d'érosion à la Réunion disponibles en bibliographie, il s'est avéré que c'est la hauteur
des précipitations, et non leur intensité, qui est directement corrélée au taux d'érosion,
quand on considère l'érosion sur un large pas de temps, de l'ordre de l'année ; alors
qu'à l'échelle de l'événement pluvieux, c'est bien l'intensité qui garde l'influence la plus
forte. Ainsi, pour l’approche de type aléa, c'est la hauteur des précipitations qui a été
retenue.
Les produits cartographiques qui en résultent font apparaitre la répartition spatiale de
l’aléa érosion selon une intensité et une occurrence graduelle en trois saisons (fraiche,
orageuse et cyclonique). Ce modèle a été conçu de manière à représenter l’érosion
hydrique, identifiée comme le processus majeur. Il ne prend donc pas en compte les
types d’érosion liés au vent ou à la houle qui, dans une moindre mesure, participe
néanmoins à la dynamique morphogénique globale de l’île
44
BRGM/RP-59495-FR
B
A
C
Illustration 20 : Aléa érosif en saison fraiche (A) ; orageuse (B) et cyclonique (C)
(Chevallier et al, 2002)
Les résultats cartographiques font apparaître la gradation saisonnière de l’intensité de
l’aléa mais aussi le « contrôle » exercé par les paramètres non climatiques (substrat,
topographie, occupation du sol) en période « ordinaire » (saison fraîche).
BRGM/RP-59495-FR
45
2.1.6.
Synthèse de la sensibilité de l’aléa mouvement de terrain face aux
paramètres climatiques
L’apparition d’un mouvement de terrain est la conjonction de plusieurs facteurs qui
peuvent être :
- permanents : c’est à-dire peu ou pas variable dans le temps (géologie :
nature et propriétés des matériaux, présence de plans de rupture
préférentiels, pente des terrains,..) ;
-
semi-permanents : c’est-à-dire évolutifs dans le temps (teneur en eau
des matériaux, érosion en bas de pente, ..).
Les facteurs climatiques peuvent jouer un rôle direct (facteur déclenchant) ou indirect
dans l’apparition d’un mouvement de terrain. Une synthèse de la sensibilité de l’aléa
face à ces paramètres est présentée ci-après pour chaque typologie de mouvement de
terrain.
Paramètre
climatique
Précipitations
GLISSEMENT DE TERRAIN
Sensibilité de l’aléa face au
Phénomène associé
paramètre climatique
Relation directe
pluie/mouvement de terrain
Infiltration importante dans le corps du
glissement
Accélération du mouvement de terrain
significative à partir d’un certain cumul
pluviométrique
Circulation d’eau souterraine
Développement de surpressions
préjudiciables (mise en pression des
surfaces de cisaillement)
Saturation des sols
Perte de cohésion des niveaux meubles
Vent
Sensibilité de la couverture
végétale
effet de levier par les ligneux sous l’effet du
vent pouvant déstabiliser les terrains et
favoriser les infiltrations d’eau
Température
Sensibilité à la sécheresse
période de sécheresse entrainant
desquamation des terrains de
couverture et de façon induite des
instabilités d’ampleur variable
Contraste thermique
sollicitations cycliques entrainant une
« fatigue » des niveaux de surface
Tableau 1 : Sensibilité de l’aléa glissement de terrain face aux paramètres climatiques
46
BRGM/RP-59495-FR
INSTABILITES ROCHEUSES
Paramètre
climatique
Sensibilité de l’aléa face
au paramètre climatique
Température
Contraste thermique
Sollicitation cyclique générant la fatigue du
matériau et favorise sa baisse de
résistance, provoquant chutes de pierres et
blocs
Vent
Action directe du vent sur
une paroi rocheuse
Sollicitation cyclique générant la fatigue du
matériau et favorise sa baisse de résistance
(effet balancier)
Action violente du vent
déracinant des arbres en
paroi
Provoque chutes de blocs ou éboulements,
les systèmes racinaires pouvant contribuer
à écarter les compartiments rocheux
Infiltration ou résurgence
d’eau
Favorise l’altération et donc la baisse de
résistance du matériau dans les zones
infiltrées. Favorise également l’érosion
différentielle par ruissellement superficiel et
ainsi la création de zones de surplomb
favorables aux décrochements (exemple de
l’alternance scories / niveaux laviques
massifs)
Précipitations
Mise en pression d’eau dans les
discontinuités en arrière des compartiments
potentiellement instables
Tableau 2 : Sensibilité de l’aléa chute de blocs et éboulements face aux paramètres climatiques
Pour les effondrements de grande ampleur, les paramètres climatiques et notamment
pluviométriques n’agissent pas comme facteur véritablement prépondérant de
l’instabilité rocheuse, mais sont généralement la « goutte d’eau » qui suffit pour
déstabiliser des compartiments rocheux déjà très proches de l’équilibre. Dans ce cas,
les facteurs déclenchants peuvent être difficilement perceptibles. Par exemple, la
fatigue des matériaux provoquée par d’innombrables petits chargements cycliques
(mise en pression puis décharge des fractures, chocs thermiques, vent) peut suffire à
terme à provoquer une déstabilisation soudaine de parois sans qu’un facteur
déclenchant soit réellement identifiable. De même, la lente altération du matériau par
les agents météoriques peut entraîner des ruptures brutales lorsque l’état d’équilibre
est atteint.
BRGM/RP-59495-FR
47
EROSION DE SOL
Paramètre
climatique
Précipitations
Effet « splash »
L’impact des gouttes d’eau désagrège le sol
Battance
Les particules fines déplacées par l’impact
des gouttes de pluies sont placées entre
des éléments plus grossiers et ferment les
pores du sol limitant ainsi la capacité
d’infiltration de celui-ci et favorisant le
ruissellement
Saturation du sol
Lorsque l’intensité des pluies est supérieure
au pouvoir d’absorption du sol, les eaux
ruissellent sur la surface du sol, emportant
des particules de sol
Vitesse et concentration du
filet d’eau
Dans les zones à fortes pentes, les vitesses
d’écoulement de l’eau en surface
augmentent, intensifiant ainsi le pouvoir
érosif du filet d’eau sur le sol (arrachement
et transport des particules du sol
Arrachement de la
couverture végétale
Mise à nu du sol favorisant ainsi son
érosion par les agents météoriques
Vent
Tableau 3 : Sensibilité de l’aléa érosion de sol face aux paramètres climatiques
L’intensité de ce phénomène dépend notamment de l’importance du couvert végétal
qui s’oppose au ruissellement en absorbant l’eau et protégeant la surface du sol.
48
BRGM/RP-59495-FR
EROSION DE BERGE
Paramètre
climatique
Précipitations
Infiltration d’eau dans les
terrains constituant la berge
Favorise l’altération et donc la baisse de
résistance du matériau dans les zones
infiltrées au niveau des berges ainsi que le
ravinement superficiel fragilisant la berge
Force d’écoulement des
eaux
Sapement du pied des berges conduisant
au glissement ou à l’éboulement de la berge
par suppression de la butée de pied qui
assurait l’équilibre
Tableau 4 : Sensibilité de l’aléa érosion de berge face aux paramètres climatiques
Les phénomènes d’érosion de berges sont plus conséquents pour les berges
constituées de matériaux meubles et par ailleurs fortement encaissées.
BRGM/RP-59495-FR
49
2.2.
LES INONDATIONS
2.2.1.
Définition du phénomène
Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « inondations » (MATE et
METL, 1999), une inondation désigne un recouvrement d’eau qui déborde du lit mineur
ou qui afflue dans les talwegs ou les dépressions.
On distingue différents types d’inondations à la Réunion :
-
Le débordement direct d’un cours d’eau par submersion de berges ou par
contournement d’un système d’endiguements limités. Il concerne surtout les
ravines non encaissées sur les flancs du volcan et les plaines côtières
(Illustration 21).
Illustration 21 : schématisation d’inondation par débordement d’un cours d’eau et concentration
du ruissellement dans une ravine
-
Le débordement indirect d’un cours d’eau par remontée de l’eau dans les
réseaux d’assainissement ou d’eaux pluviales, par remontée de nappes
alluviales (ex : La Saline), par la rupture d’un système d’endiguement ou
d’autres ouvrages de protection (Illustration 22).
Illustration 22 : Schématisation d’une inondation par stagnation des eaux pluviales sur une zone
plane et par remontée de la nappe phréatique
50
-
La stagnation d’eaux pluviales liée à une capacité insuffisante d’infiltration,
d’évacuation des sols ou du réseau d’eaux pluviales, lors de pluies anormales.
-
Le ruissellement pluvial notamment en secteur urbain (ex. : Saint-Benoît) : des
orages intenses (plusieurs dizaines de mm de pluie par heure) peuvent
occasionner un très fort ruissellement qui va saturer les capacités du réseau
d’évacuation des eaux pluviales et conduire à des inondations concernant tout
BRGM/RP-59495-FR
ou partie d’une agglomération et pouvant être localisées aux points bas des
villes (Illustration 23).
Illustration 23 : schématisation d’une inondation en secteur urbain : ruissellement et saturation
du réseau d’évacuation
-
La submersion de zones littorales ou lacustres (ex. : Saint-Paul, SainteSuzanne) du fait de la présence de facteurs anormaux liés à l’océan (fortes
houles, marées de tempête). Outre l’action propre de l’océan, ces phénomènes
peuvent provoquer le débordement des cours d’eau qui débouchent à l’océan
(Illustration 24).
Illustration 24 : Schématisation d’une inondation par submersion des zones littorales
Illustration 25 : Radier de la ravine du Chaudron submergé au niveau du stade de l’Est et de
carrefour à Saint-Denis lors du passage de Dina (photo Météo France,2002)
BRGM/RP-59495-FR
51
Illustration 26 : Inondation à Saint-Paul, Cocoteraie lors du passage de Dina (photo MétéoFrance, 2002)
Cas particulier : les laves torrentielles
Les laves torrentielles se forment dans le lit des torrents au cours d’une crue liquide,
lorsqu’une grande quantité de matériaux meubles y est mobilisable. Elles se
comportent comme un fluide visqueux très dense, dans lequel les blocs paraissent
flotter dans une pâte boueuse. Elles ont un pouvoir destructeur plus important qu’une
crue torrentielle de débit équivalent en raison de la densité élevée, de la vitesse de
déplacement et de la quantité de matériau charrié. Lorsqu’une lave torrentielle survient,
l’écoulement liquide du torrent s’arrête. Alternent alors des successions de bouchons
(embâcles) et de coulées boueuses (débâcles) qui déferlent dans le lit du torrent
(Illustration 27).
Corps de la coulée
Bourrelet frontal constitué des
plus gros blocs
Illustration 27 : Structure d’une lave torrentielle
52
BRGM/RP-59495-FR
2.2.2.
Localisation du phénomène inondation sur l’île
La Réunion présente un réseau hydrographique dense. Les zones inondables se
situent principalement sur les zones basses littorales et les zones de dépressions
topographiques, très présentes dans les cirques (Illustration 28).
Illustration 28 : Carte du réseau hydrographique de la Réunion et des principales zones
inondables (DDRM, Février 2008)
2.2.3.
Paramètres influençant l’aléa
Différents paramètres contribuent au processus d’augmentation temporaire du débit
d’un cours d’eau. On distingue notamment :
-
-
l'eau mobilisable, constituée de l'eau reçue par le bassin versant ;
le ruissellement, qui correspond à la part de l'eau qui n'a pu s'infiltrer dans le
sol. Il dépend de la nature et de l’occupation du sol, ainsi que de l'intensité de
l'épisode pluvieux ;
le temps de concentration, qui est défini par la durée nécessaire pour qu'une
goutte d'eau partant du point le plus éloigné de l'exutoire du bassin versant
parvienne jusqu'à celui-ci ;
BRGM/RP-59495-FR
53
-
la propagation de l'onde de crue, qui est fonction de la structure du lit et de la
vallée alluviale, notamment de la pente et des caractéristiques du champ
d'inondation.
La formule rationnelle permettant de calculer le débit, rappelée ci-après, montre bien
que celui-ci est directement proportionnel au coefficient de ruissellement et à l’intensité
des pluies.
Qestimé(m3/s)=Surface(m2)*Intensité(m/s)*Coeff.ruissellement (sans unité)
Ainsi, le débit du cours d’eau est directement lié à l’intensité maximale de l’évènement
pluvieux ainsi qu’aux pluies moyennes précédent cet évènement à travers le coefficient
de ruissellement.
De nombreux paramètres influencent l'apparition d'une crue :
- en premier lieu la quantité et surtout la répartition spatiale et temporelle
des pluies, par rapport au bassin versant. Le contexte réunionnais se
caractérise par des épisodes pluvieux de forte intensité, d’autant plus
préjudiciables qu’ils sont en mesure de déverser des cumuls très importants sur
des bassins versants de superficie relativement modeste ;
- la nature et l'occupation du sol dictent l'évaporation et la consommation
d'eau par les plantes. L'absorption d'eau par le sol, l'infiltration dans le sous-sol
ou le ruissellement influencent fortement le temps de concentration des eaux.
Enfin, la topographie du lit, la pente et la forme du bassin versant jouent
également un rôle important dans la genèse de la crue ;
- à ces paramètres s’ajoutent des facteurs naturels aggravants, comme la
formation et la rupture d'embâcles. Les matériaux flottants transportés par le
courant peuvent en effet s'accumuler en amont des passages étroits, des
ouvrages hydrauliques. La rupture éventuelle de ces embâcles peut provoquer
une onde puissante et destructrice en aval.
54
BRGM/RP-59495-FR
2.2.4.
Mesures prises face au risque inondation
L’aléa inondation à La Réunion s’exprime sous ses différentes formes (inondations de
zone basse littorale, crues « éclair », crues et laves torrentielles), et touche
régulièrement, en particulier lors du passage de dépressions tropicales ou de cyclones,
l’ensemble de l’île. La diversité et spécificité de chacun des bassins versants de l’Ile
rend la gestion du risque inondation très complexe. Aujourd’hui plusieurs mesures
existent et sont en cours de réalisation afin de mieux appréhender cet aléa.
a) La surveillance
La vigilance météorologique
Une alerte forte pluie est donnée par Météo-France en cas de dépassement de seuil
de pluies, déterminés de manière statistique.
L’avis de forte pluie est donné si :
- le cumul de pluie est > 40 mm en 3 h ;
- le cumul de pluie est > 70 mm en 6 h ;
- le cumul de pluie est > 100 mm en 12 h ….
Il est par ailleurs, donné par zone (l’île est découpée en 5 zones non homogènes) et
contient les informations suivantes :
-
la quantité de pluie prévue ou observée ;
le risque d’occurrence ;
le secteur concerné.
L’alerte est en moyenne donnée 70 fois par an.
Moyens d’observations
Les informations pluviométriques sont fournies à l’aide des moyens suivants :
-
-
images radar, issues du radar météorologique sur la commune de St Denis ;
relevés pluviométriques aux stations automatiques, dont la répartition de
l’ensemble des points de suivis sur l’ensemble de l’ile est localisée sur l’illustration
ci-après ;
images satellites lorsqu’elles sont disponibles.
BRGM/RP-59495-FR
55
Illustration 29 : Réseau climatologique de La Réunion. (Source Météo-France Réunion, 2003)
Moyens de suivi des eaux de surface
En termes de suivi des eaux de surface, l’Office de l’eau a mis en place un réseau des
eaux de surface qui a été conçu pour disposer d’une connaissance du fonctionnement
des cours d’eau, grâce à la mesure des hauteurs d'eau et des débits. Les réseaux de
suivi des eaux de surface sont composés de 445 points de mesure dont 55 stations
automatisées. On y distingue :
-
le réseau de suivi hydrométrique du bassin Réunion : connaissance
générale du régime hydrologique en milieu non influencé ;
le réseau de suivi des infiltrations profondes : estimation des infiltrations
profondes en planèze sur des bassins versants de référence ;
le réseau de bulletin de situation hydrologique du bassin Réunion : état
statistique de l'évolution des ressources en eau de surface sur le bassin
Réunion à fréquence trimestrielle.
Les données issues de ces réseaux alimentent la banque de données de l’Office de
l'eau Réunion et HYDRO, la banque nationale de données hydrologiques.
L’office de l’eau a mis en place également un réseau des eaux souterraines. Les
réseaux de suivi des eaux souterraines se composent de 247 ouvrages (forages,
puits, piézomètres) dont 58 stations automatisées Ces réseaux permettent la
connaissance du fonctionnement des aquifères par l’enregistrement de niveaux
piézométriques. On y distingue :
56
BRGM/RP-59495-FR
-
-
le réseau de suivi piézométrique du bassin Réunion : connaissance générale
des évolutions piézométriques à long terme sur les principales nappes du
bassin Réunion ;
le réseau de bulletin de situation piézométrique : état statistique de l'évolution
des ressources en eau souterraine sur le bassin Réunion à fréquence
trimestrielle.
Les données issues de ces réseaux alimentent la banque de données de l’Office de
l'eau Réunion et ADES, la banque nationale pour les données sur les eaux
souterraines.
b) La prise en compte du risque dans l’aménagement du territoire
Comme il a été explicité au paragraphe 2.1.4, il existe deux documents
cartographiques jouant un rôle préventif face au risque :
- L’atlas des risques, document informatif
- Les Plans de Préventions des Risques (PPR), document réglementaire
c) Limites des mesures mises en œuvre face au risque
Aucun dispositif d’annonce de crue n’existe aujourd’hui à la Réunion du fait des
particularités physiques et naturelles de l’île, qui compliquent fortement la mise en
œuvre d’un dispositif d’annonce de crue opérationnel et fiable tel que le SCHAPI5 en
métropole. Parmi ces particularités réunionnaises, on peut notamment citer :
- un régime pluviométrique exceptionnel, qui génère - lors des crues - des débits
liquides considérables ;
- une érosion active sur un relief jeune et très marqué, qui fournit au réseau
hydrographique des volumes de matériaux exceptionnels ;
- des conditions d'écoulement extrêmes liées à l'ampleur des débits (liquide et solide)
et à la forte pente.
Ainsi, la très grande variabilité dans l’espace et dans le temps des précipitations
intenses rend très difficile l’évaluation de la lame d’eau précipitée à l’échelle des petits
bassins versants à forte pente. La rapidité des réponses hydrologiques des bassins
versants (de l’ordre de quelques heures), constitue le principal facteur limitant à la
capacité de prévision des crues torrentielles à La Réunion. Par ailleurs, en période de
crue, la quantité de matériaux solides transportés par le cours d’eau réunionnais peut
modifier considérablement et de manière tout à fait aléatoire les conditions de
l’écoulement, du débit liquide jusqu’aux laves torrentielles.
5
SCHAPI : Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations
BRGM/RP-59495-FR
57
Il est nécessaire, de travailler le plus en amont possible afin de mieux anticiper les
évènements météorologiques. Pour se faire, il est nécessaire d’améliorer la
connaissance des cours d’eau et de leur comportement en temps réel, et d’affiner la
précision de la relation pluie/débit.
d) Mesures en cours
Actuellement, la DEAL de la Réunion travaille conjointement avec la Direction
Régionale de Météo-France à la Réunion à la création d'une Cellule de Veille
Hydrologique. Celle-ci sera chargée d'apporter une expertise sur le risque de crues
avec la meilleure anticipation possible, sur le périmètre d'intervention défini dans le
schéma directeur de la prévision des crues du bassin hydrographique de la Réunion
(rédaction programmée en 2011).
Depuis 2009, la DEAL s'attache à développer son réseau de mesure de hauteur dans
les rivières. Depuis 2010, les études s'orientent vers l'identification d'indicateurs de
crues, simples et aussi robustes que possible. L'installation d'un second radar
météorologique sur la commune du Tampon (opérationnel pour la saison cyclonique
2011-2012) devrait permettre d'améliorer la prévision des précipitations, données
dispensables à la vieille hydrologique.
Par ailleurs, un travail de recherche (projet INTRACRUE), est engagé par l’Office de
l’eau, l’Université de la Réunion et l’Université de Bretagne Occidentale, afin de
concevoir, développer et mettre en œuvre un outil de suivi quantitatif des rivières à
fonds mobiles, adapté au contexte torrentiel de la Réunion et répondant aux exigences
de la Directive Cadre sur l’eau. Cet outil doit en théorie permettre de mesurer les débits
et les transferts de matière à partir d’un système automatisé d’acquisition et de
traitement des images. Ce programme de recherche INTRACRUE se déroulera jusqu’à
fin 2013.
Enfin, un projet sur l’impact du changement climatique sur les hydrosystèmes et les
milieux côtiers, élaboré en collaboration avec La Direction de l’Eau et de la Biodiversité
(DEB), la Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR), la Direction
Générale de l’Energie et du Climat (DGEC) et le Commissariat Général au
Développement Durable (CGDD) est actuellement en cours.
L’objectif de ce projet intitulé « Explore 2070 » est, à partir de différents scénarios
climatiques, démographiques et socio-économiques, d’élaborer et d’évaluer des
stratégies d’adaptation au changement climatique face à l’évolution des hydrosystèmes
et des milieux côtiers à l’horizon 2050-2070, pour la métropole et les départements
d’outre-mer.
A l’aide d’une approche systémique, il s’agit de concevoir des stratégies d’adaptation
permettant d’anticiper les défis majeurs du changement climatique et d’élaborer, pour
chacune d’elles, une feuille de route visant à minimiser les risques et les coûts
associés (financiers, humains, environnementaux).
Le projet « Explore 2070 » s’inscrit dans une perspective à long terme et a pour
ambition de devenir une étude référence en termes de stratégies d’adaptation au
changement climatique en France et outre-mer.
58
BRGM/RP-59495-FR
En termes de dommages liés aux catastrophes naturelles, il est intéressant d’ajouter,
que le coût moyen annuel des catastrophes naturelles résulte de l’intégration du coût
des dommages engendrés pour toutes les périodes de retour. L’ Illustration 30 permet
de constater que les crues de période de retour moyenne représentent une part non
négligeable de dommages engendrés. Ainsi, il est important de ne pas limiter l’analyse
des phénomènes aux phénomènes extrêmes, mais également de considérer les
évènements moins catastrophiques, pouvant par leur fréquence, induire des
dommages tout aussi importants.
Illustration 30 – Courbe de dommage moyen annuel (adapté d’Erdlenbruch et al., 2008)
BRGM/RP-59495-FR
59
2.2.5.
Synthèse de la sensibilité de l’aléa inondation faces aux
paramètres climatiques
INONDATION
Paramètre
climatique
Précipitations
Augmentation du débit du
cours d’eau
Débordement du lit et inondation des zones en
aval
Accumulation massive des matériaux
mobilisables pouvant entrainer la création de
phénomènes aggravants (lave torrentielle,
embâcle, débâcle)
Saturation des sols
Ruissellement en surface, vitesse
d’écoulement et hauteur d’eau plus ou moins
importants selon la nature et topographie du
terrain
Saturation des ouvrages
hydrauliques
Remontée de l’eau dans les réseaux
d’assainissement et pluviales, ruissellement
en surface, écoulements plus ou moins
importants et rapides dans les rues
Tableau 5 : Sensibilité de l’aléa inondation face aux paramètres climatiques
60
BRGM/RP-59495-FR
2.3.
LES ALEAS COTIERS
2.3.1.
Définition des phénomènes
Les phénomènes naturels littoraux considérés dans la présente étude sont l’érosion
côtière et la submersion marine.
a) Erosion côtière
Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « littoraux » (MATE et METL,
1997), le recul du trait de côte est le déplacement vers l’intérieur des terres de la limite
entre le domaine marin et le domaine continental. C’est la conséquence d’une perte de
matériaux sous l’effet de l’érosion marine, combinée parfois à des actions
continentales.
Le recul du trait de côte peut affecter différents types de formations : des cordons
littoraux constitués de sable ou de galets, ou des falaises de nature géologique très
diverse.
Il est important de noter que l’érosion peut être générée ou accélérée par l’homme,
particulièrement sur les côtes sableuses (surfréquentation des cordons sédimentaires
qui détruit la végétation ou empêche son développement et expose le sable à l’action
du vent, extraction de matériaux et ouvrages côtiers qui modifient les échanges
sédimentaires,etc..)
Erosion des côtes à falaise
Les falaises constituent des formes littorales d’ablation. Elles sont issues de l’action
mécanique des vagues qui, par mitraillage du pied de falaise par les galets et les
phénomènes de compression et décompression, sont responsables d’un sous-cavage.
Ainsi se crée un surplomb qui provoque des éboulements massifs par à-coup
(Illustration 31 et Illustration 32).
B
R
G
M
Illustration 31 – Recul classique d’une falaise
BRGM/RP-59495-FR
61
Le haut du versant évolue également sous l’action des infiltrations qui peuvent créer
des glissements ou des effondrements.
Illustration 32 : Fracture (A) et sous-cavage (B) des falaises basaltiques de la Possession (De
La Torre et al. , 2008)
Erosion de côtes basses (cordons sédimentaires)
Les cordons sédimentaires (plage ou cordon de galets) sont des formes littorales
d’accumulation.
Le recul du trait de côte sur ces cordons résulte d’un déficit sédimentaire. En effet la
stabilité d’un cordon dépend de l’équilibre de son budget sédimentaire. Cet équilibre
résulte du bilan entre les apports de sédiment venant de la côte alentour (transport de
sédiments par la dérive littorale) et des rivières d’une part et des pertes issues
principalement de l’action des vagues et du vent (Illustration 33, Illustration 34).
Illustration 33 : Action de l’érosion visible au niveau des racines des filaos mises à nues
sur la plage de l’Hermitage
62
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 34 – Transits sédimentaires d’un cordon littoral (adapté d’après Paskoff, 1998)
b) Submersion marine
Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « littoraux » (MATE et METL,
1997), les submersions marines sont des inondations temporaires de la zone côtière
par la mer dans les conditions météorologiques (fortes dépression et vent de mer) et
marégraphies sévères provoquant des ondes de tempête. Elles envahissent en
général des terrains situés en dessous du niveau des plus hautes mers, mais aussi
parfois au-dessus si des projections d’eaux marines franchissent le cordon
sédimentaire ou des ouvrages de protection.
Les submersions marines correspondent au niveau extrême atteint par la mer
(Illustration 35). Ce dernier conjugue :
-
la marée astronomique ;
-
la surcote météorologique ou atmosphérique (effets de la pression
atmosphérique et du vent) ;
Le passage d’un important système dépressionnaire (cyclone, tempête) est
caractérisé par des variations du niveau marin selon deux mécanismes :
BRGM/RP-59495-FR
63
- la chute de pression atmosphérique entraîne une surélévation du niveau du
plan d’eau. C’est le phénomène de baromètre inverse. Une diminution d’1 hPa
équivaut par exemple à une élévation d’1 cm du plan d’eau ;
- le vent génère des courants dans la masse d’eau poussant l’eau vers
certaines zones. Si la bathymétrie est faible, les contre-courants ne peuvent
s’installer induisant une accumulation d’eau responsable d’une surcote.
-
la surcote liée aux vagues (« wave set-up ») ;
A l’approche de la côte, les vagues déferlent (Illustration 36) : elles transfèrent
leur énergie sur la colonne d’eau, provoquant une élévation moyenne du plan
d’eau (set-up). Cette force induite par la houle est appelée « tension de
radiation ». Son intensité varie en fonction des hauteurs et des directions de
vagues, elles-mêmes dépendantes des phénomènes de gonflement (shoaling),
de réfraction, de diffraction et de dissipation qui ont lieu au niveau des côtes.
-
le jet de rive (swash) et le run-up ;
Pour obtenir le niveau instantané de la mer sur le rivage, il faut tenir compte par
ailleurs du jet de rive (swash), c'est-à-dire le flux et le reflux des vagues sur la
plage ou tout autre plan incliné (talus de digue par exemple). On appelle run-up
la hauteur d’eau maximale atteinte par la mer au-dessus de son niveau moyen.
Illustration 35 : Représentation schématique du niveau marin extrême
(Cariolet et Suanez, 2008)
La part relative de la surcote atmosphérique et de la surcote associée à la houle dans
la surcote totale est fortement dépendante de la bathymétrie du domaine considéré. En
présence d’un plateau continental large, c'est-à-dire une zone de pente douce et de
profondeur limitée, l’action du forçage atmosphérique est généralement prépondérante.
Par contre, lorsque les pentes sont fortes et que les côtes sont protégées par des
récifs par exemple, c’est la surcote associée à la houle qui prédomine.
64
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 36 : houle cyclonique au Barachois lors du passage de Dina
( photo Météo France, 2002)
2.3.2.
Localisation des phénomènes côtiers se produisant sur l’île
L’ensemble des communes littorales est fortement exposé au risque côtier.
2.3.3.
Paramètres influençant l’aléa
a) Le vent
A La Réunion, les vents dominants instaurés par le régime constant des alizés,
proviennent du secteur Est-Sud-Est (Illustration 37), avec toutefois des variations
localisées selon les facteurs orographiques et thermiques qui rend toute généralisation
hasardeuse à l’échelle de l’île (Illustration 38).
Illustration 37 - Origine des vents dominants à La Réunion (Cordier, 2007)
BRGM/RP-59495-FR
65
Illustration 38 : Distribution des vents de l’ïle (source Météo-France)
Le vent déplace les sables, et s’il souffle vers la terre, les sédiments sont transportés
en arrière des plages où ils forment des dunes. Les dunes peuvent être de deux types :
-
-
les dunes bordières qui jouent un rôle très important dans la dynamique
sédimentaire de la plage car elles constituent un stock de sable en haut de
plage. Les vagues de tempêtes prélèvent les sédiments sur cette dune et les
transportent vers l’avant plage. En période calme, la dune bordière se
reconstitue par migration des sables de l’avant plage vers le haut de plage ;
les dunes littorales, qui s’édifient à l’intérieur des terres constituent une perte
de matériel pour la plage. Ces dunes sont fréquentes à La Réunion, sur tout le
littoral occidental, et s’étendent loin dans les terres, notamment dans les
secteurs de Saint-Gilles et de La Saline et de l’Etang Salé (Cordier, 2007).
b) L’hydrodynamique marine
La houle
La Réunion est exposée à trois types de houle (Illustration 39).
Les houles d’alizés sont les plus fréquentes, de secteur dominant Sud-Est. A
proximité du rivage, ces houles sont à l’origine de deux dérives littorales, contournant
l’île par l’Est et l’Ouest, et dont les courants convergent du côté opposé, entre la Pointe
des Galets et l’embouchure de la Rivière des Galets. Ces houles d’alizés présentent
une hauteur moyenne d’environ 2 m sur la côte au vent, amplitude plus marquée en
saison fraîche (mai-octobre) et atténuée en saison chaude (novembre-avril). Leur
période est comprise entre 9 et 12 secondes.
66
BRGM/RP-59495-FR
Les houles australes, de plus grande longueur d’onde (période comprise entre 12 et
20 secondes), sont caractérisées par une hauteur moyenne de 3 à 4 m. Elles
proviennent de tempêtes formées à 3000 km au large, dans la zone tempéré de
l’hémisphère Sud et atteignent les rivages réunionnais 15 à 25 jours par an. Ces
houles sont particulièrement érosives et peuvent également être à l’origine
d’importantes submersions.
Les houles cycloniques correspondent, quant à elles, à des épisodes très
énergétiques, concentrés sur quelques jours par an (de 48 à 72 h), entre novembre et
mars. Dépendantes de la trajectoire des cyclones, ces houles s’observent le plus
souvent dans les secteurs Nord-Est à Nord-Ouest de l’île et concernent donc
particulièrement le littoral « Port-Possession ». Elles peuvent atteindre une hauteur
maximale d’une dizaine de mètres (moyenne de l’ordre de 5 à 7 m).
Illustration 39 : Les différents régimes de houles à La réunion (Météo France, 2009)
La marée
Dans cette partie de l’Océan Indien, la marée est de type semi-diurne à inégalité diurne
(il y a deux cycles de marée par jour mais les hauteurs des pleines mers ou des
basses mers consécutives peuvent être très différentes). En temps normal, les
BRGM/RP-59495-FR
67
variations du niveau de la mer, liées à la marée, sont suffisamment faibles pour ne pas
jouer un rôle important dans la dynamique morphosédimentaire (marée microtidale
comprise entre 0,10 et 0,90 m).
Les courants
Si les courants océaniques ont des vitesses trop faibles pour influencer la dynamique
côtière, les courants côtiers, liés soit à la houle (dérive littorale abordée ci-dessus) soit
à la marée peuvent jouer un rôle notable dans le transport sédimentaire.
c) L’hydrologie « continentale »
Conditionnant le transport par ruissellement et écoulement du matériel détritique
provenant de l’érosion des bassins versants, l’hydrologie « continentale » est le vecteur
des apports sédimentaires à la côte.
La violence des précipitations, notamment en période cyclonique, combinée à
l’encaissement des ravines, contribuent au développement de crues torrentielles,
favorables aux apports solides en mer (blocs, galets, sables) et alimentant alors les
embouchures et les cordons littoraux limitrophes.
d) Les épisodes extrêmes
La période cyclonique s’étale de novembre à avril, avec une récurrence plus
importante des évènements pour les mois de janvier et février.
La puissance des vents occasionnés pendant ces évènements extrêmes, favorise la
perte de sable par déflation6. Les vagues générées par les houles cycloniques
attaquent directement le haut des plages, d’une part en emportant d’importants
volumes de sédiments et d’autre part, chargées de galets, en favorisant le creusement
des falaises. Les surcotes cycloniques7 rendent les vagues encore plus destructrices et
engendrent d’importantes submersions marines.
Les houles australes peuvent également avoir un impact dévastateur sur les rivages
réunionnais. On peut citer pour exemple la houle australe du 21 mai 1968, provoquant
des vagues d’une hauteur comprise entre 9 et 14 m à Saint-Gilles ou encore celle du
12 mai 2007, atteignant les 10 m de hauteur à Saint-Pierre.
Par ailleurs, lors d’évènements extrêmes, la surcote peut empêcher l'évacuation des
rivières à la mer créant ainsi un phénomène de concomitance d'inondations fluviales et
marine, augmentant alors les inondations côtières.
6
Déflation (n.f.) : Erosion éolienne. Processus d’entraînement des particules fines sous l’effet du vent.
7
Surcote cyclonique : Elévation temporaire du plan d’eau due à la dépression atmosphérique, au vent,
et à la houle.
68
BRGM/RP-59495-FR
2.3.4.
Mesures prises face aux risques côtiers
Plusieurs natures de mesures existent permettant d’appréhender l’aléa. Certaines
d’entre elles, ont un objectif préventif face au risque et d’autres permettent de mieux
comprendre les phénomènes naturels.
La vigilance météorologique
Les fortes houles, qu’elles soient d’origine cyclonique ou australe, font l’objet d’une
surveillance particulière associée au plan « Évènements Météorologiques
Dangereux ». En cas de risque de fortes houles, Météo-France diffuse des bulletins de
vigilance « fortes houles », assortis de conseils de comportement et permettant
l’information de la population.
En cas de désordres importants, le préfet peut déclencher la phase de sauvegarde du
plan EMD dont l’objectif est d’organiser les secours aux populations. Le risque de
« marée de tempête » (submersion marine), directement lié au risque cyclonique, fait
l’objet de la même surveillance que ce dernier. Il est couvert par l’alerte cyclonique du
plan « Cyclone ».
Moyens de suivi et de surveillance de l’hydrodynamique marine : marégraphes,
houlographes, satellites altimétriques, courantomètres ;
Moyens de suivi de la morphologie côtière : Photographies aériennes, GPS, LIDAR,
système vidéo ;
Ces moyens de suivis et de surveillance de l’hydrodynamique marine et morphologie
côtière seront détaillés au paragraphe suivant.
La prise en compte du risque dans l’aménagement du territoire
Des PPR multirisques intégrant l’aléa côtier sont actuellement en cours de réalisation à
la Réunion. Ces documents se basent notamment sur la connaissance du phénomène
(dégâts et désordres déjà subis).
BRGM/RP-59495-FR
69
2.3.5.
Bilan des moyens de suivi et de surveillance mis en place et
connaissances acquises sur les risques côtiers vis-à-vis des
facteurs climatiques
a) Moyens de suivi et de surveillance de l’hydrodynamique marine
Marégraphes
Les mesures marégraphiques renseignent sur les hauteurs d’eau qui incluent
l’élévation due à la marée et à la surcote atmosphérique. Le « wave set-up » n’est pas
(ou peu) pris en compte puisque les marégraphes sont placés spécifiquement dans les
zones abritées de la houle.
La Réunion dispose d’un marégraphe à la Pointe des galets mis en place par le
SHOM8. Un second est prévu d’ici fin 2013 au port de Sainte-Marie (source site
www.shom.fr/ronim).
Le marégraphe est équipé d’un télémètre, placé au-dessus de la surface de l'eau. Le
télémètre émet un court train d'impulsions et détecte le signal réfléchi. Le temps écoulé
entre l'émission et la réception du signal est traduit en hauteur d'eau.
Les données sont stockées dans une centrale d'acquisition, et peuvent être
retransmises à tout moment, par le réseau téléphonique, vers le SHOM. Les données
sont aussi transmises sur Internet en temps réel depuis le marégraphe ou sur les
satellites météorologiques lorsqu'elles contribuent à un système d'alerte.
Houlographes
Ces instruments mesurent plus exactement l’état de la mer complet. Ils ne peuvent pas
distinguer la « mer du vent » (windswell), c’est-à-dire le clapot généré localement, de la
houle (groundswell) générée très au large. En pratique, il est possible de discriminer le
type de vagues mesuré par le houlographe. En effet, la période de la mer du vent est
bien plus faible que celle de la houle. Par conséquent, quand les périodes mesurées
sont grandes, la houle est prédominante et à l’inverse, quand elles sont petites, la mer
du vent l’emporte et la houle est petite ou absente.
Toutefois, ces instruments sont vulnérables (pannes) au passage des cyclones et une
implantation à faible profondeur et proche de la côte empêche d’établir des
statistiques sur l’évolution de la houle au large qui est représentative à l’échelle
régionale.
La Réunion dispose de 5 houlographes (Illustration 39). Ils sont gérés et maintenus par
le Service des Ports et Bases Aériennes de la DEAL. Ils sont situés :
8
SHOM : Service Hydrographique et Océanographique de la Marine
70
BRGM/RP-59495-FR
- à la Pointe du Gouffre, à proximité de Saint-Denis ;
- devant le Port-Est ;
- devant le Port-Ouest ;
- au large de Saint-Pierre ;
- au large de Vincendo.
Ces houlographes (Illustration 40) sont intégrés dans la base de données nationale
CANDHIS9 gérée par le CETMEF10.
Illustration 40 : Exemple de houlographe (source base de données CANDHIS)
Satellites altimétriques
Des instruments embarqués sur des satellites océanographiques mesurent la hauteur
instantanée de la mer avec une précision inférieure à 5 cm. A partir de cette mesure,
des traitements permettent d’obtenir la hauteur significative de la mer totale.
L’historique des données disponibles selon les satellites est le suivant :
- Topex-Poseïdon (CNES11): de Septembre 1992 à Octobre 2005 ;
- Ers-1 et Ers-2 (ESA12): depuis Janvier 1992 ;
- Geosat Follow-On (NOAA13): depuis Janvier 2000 ;
9
CANDHIS : Centre d’Archivage National de Données de Houle In Situ
10
CETMEF : Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales.
11
CNES : Centre national d’Etudes Spatiales .
12
ESA : Europeen Space Agency.
BRGM/RP-59495-FR
71
- Jason (CNES): depuis Janvier 2002 ;
- Envisat (ESA): depuis Avril 2002.
Les satellites océanographiques sont des satellites à orbite très basse. Ils survolent la
même région seulement 2 fois en 24h. Ils ne permettent donc pas un suivi quasicontinu de la surface terrestre, comme peuvent le faire les satellites géostationnaires.
Les mesures satellitaires sont encore trop jeunes pour établir des statistiques sur
l’évolution de la houle sur les côtes réunionnaises à partir de ces données.
Courantomètres / capteurs de pression de type ADCP (Acoustic Doppler Current
Profiler)
Ces courantomètres permettent d’enregistrer les vitesses et directions des courants
ainsi que les variations de l’élévation du plan d’eau (marée et houle).
Ils permettent une mesure précise dans des petits fonds, et présentent la possibilité de
réduire au maximum la hauteur de montage des capteurs depuis le fond.
Ces courantomètres ont été utilisés pour l’étude de la dynamique hydrosédimentaires
du récif frangeant de l’Hermitage/ La Saline (Illustration 41) ainsi que pour l’étude de la
dynamique hydrosédimentaire du cordon littoral de la Baie de Saint-Paul (Illustration
42).
Illustration 41 : Courantomètre de marque Nortek fixé sur le fond (E.Cordier, 2007)
13
NOAA : National Oceanographic and Atmospheric Agency – USA.
72
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 42 : Montage d’un courantomètre sur le fond (Cordier et Troadec, 2009)
La mesure précise des vitesses et des directions des courants dans la colonne d’eau
est basée sur l’énergie acoustique réfléchie par les particules en suspension dans l’eau
(effet doppler). Les directions sont déterminées à l’aide d’un compas magnétique
intégré au courantomètre.
Les variations de l’élévation du plan d’eau sous l’effet de la marée sont enregistrées à
l'aide d’un capteur de pression embarquée sur le courantomètre, dont le principe est de
traduire la pression exercée par le poids de la colonne d’eau puis de l’exprimer en
hauteur d’eau.
Ce même capteur de pression peut également être programmé afin d’effectuer une
mesure précise des variations de l’élévation du plan d’eau liées à la houle. Les
hauteurs d’eau sont alors enregistrées à très haute fréquence. La direction de la houle
est déterminée en combinant les mesures à haute fréquence des variations de
pression et des deux composantes horizontales (u et v) du courant.
b) Moyens de suivi quantitatif de la morphologie côtière
Analyse des photographies aériennes
L’analyse quantitative des photographies aériennes consiste à évaluer la variation du
trait de côte à l’échelle pluri-décennale.
Le principe général consiste à numériser les positions anciennes des traits de côte des
sites à partir des clichés de l’IGN orthorectifiés et de mesurer les variations constatées
(Illustration 43)
Des travaux en cours sur la morphodynamique des littoraux de La Réunion s’attachent
à l’analyse des variations des traits de côte à partir des orthophographies IGN de 1966,
1978, 1997, 2003 et 2008.
BRGM/RP-59495-FR
73
Illustration 43 : Analyse de l’évolution historique du trait de côte de St-Denis sur deux zones à
partir de photographies aériennes (Blangy et al., 2009).
Levés topographiques et bathymétriques
Les levés topographiques et bathymétriques permettent de suivre quantitativement
l’évolution des formes littorales en réalisant soit des levés le long de profils (permet de
suivre les évolutions de la pente) soit des levés surfaciques (semis de points) afin de
constituer un Modèle Numérique de Terrain.
GPS et sondeur bathymétrique
Différents instruments permettent de réaliser des mesures topographiques mais, à
l’instar du suivi des mouvements de terrain, c’est le GPS en mode différentiel qui s’est
aujourd’hui généralisé pour des levés terrestres. En lien avec une station fixe qui
assure la précision centimétrique, une station mobile effectue les mesures sur la
portion littorale concernée (Illustration 44).
En mer, dans les zones profondes, un sondeur bathymétrique couplé à un GPS permet
de mesurer la profondeur en calculant le temps de parcours de l’écho d’un signal
sonore émis vers le fond (Illustration 45).
Deux réseaux de suivi co-existent sur le littoral réunionnais :
- les profils des plages coralliennes opéré par l’Université de La Réunion (Cordier,
2007) ;
- les profils topo-bathymétriques réalisés par le BRGM sur 12 sites sensibles
(falaises, plages, cordons de galets) à la fois sur la partie aériennes et sous-marines
de la côte afin de pouvoir observer le devenir des sédiments en mer.
74
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 44 : Station fixe (à gauche) et mobile (à droite) du système DGPS pour la
topographie (De la Torre et al., 2009)
Illustration 45 : couplage sondeur/GPS embarqué pour la bathymétrie (à gauche) ; levé
topographique des zones arrières récifales peu profondes au DGPS (à droite)
(Blangy et al.,2009)
Lidar aéroporté
Des levés aériens sont également rendus possibles grâce à la technologie de
scannographie laser aéroportée. Litto3D est un programme national de cartographie du
BRGM/RP-59495-FR
75
littoral lancé par le SHOM et l’IGN à l’aide du Lidar14. Il a pour objectif de produire un
modèle numérique altimétrique continu de l’interface terre-mer de résolution métrique
(avec une précision de l’ordre de 20 cm pour la topographie et 50 cm pour la
bathymétrie) à l’aide de lasers aéroportés.
L’apport essentiel de cette technologie très coûteuse est de couvrir des zones très
importantes tout en ayant une très bonne précision. Des levés ont été réalisés à La
Réunion et la constitution des MNT est en cours.
Lidar terrestre
A titre informatif, nous pouvons citer une méthode de suivi de l’érosion d’une falaise
réalisée en métropole.
La méthode consiste à mesurer la surface de la falaise deux fois par an avec un
scanner laser (lidar terrestre). A chaque campagne de mesure, l’instrument produit une
image du relief de la falaise en trois dimensions à très haute résolution (5cm). Ces
images en relief sont comparées pour identifier les zones d’érosion et la précision des
mesures permet de quantifier le volume de matériel érodé.
Cette technique est utilisée depuis plusieurs années sur la falaise littorale de craie de
Mesnil Val, qui s’érode à la limite entre la Normandie et Picardie (Illustration 46).
Illustration 46 : vue de détail de la falaise de Mesnil Val mesurée par Scanner laser. Les blocs
qui se sont détachés sont représentés en couleur.(Dewez et al. 2007)
14
Lidar ou Light Detection And Ranging : technique de mesure aéroportée par balayage laser assurant
une modélisation du relief avec une précision sub-décimétrique.
76
BRGM/RP-59495-FR
c) Bilan des connaissances acquises par ces méthodes de suivi sur
les phénomènes côtiers vis-à-vis des facteurs climatiques
Dans le contexte microtidal (faible amplitude de la marée) de La Réunion, le forçage le
plus impactant en terme d’érosion et de submersion côtières est la houle.
En effet, les houles cycloniques sont les plus contraignantes pour l’Est, le Nord et le
Nord-Ouest de l’île (Dina en 2002 fait office d’évènement cyclonique de référence avec
des hauteurs de vague d’occurrence centennale), tandis qu’au Sud et à l’Ouest, ce
sont les tempêtes hivernales de houles australes (houle de mai 2007).
Lors des évènements exceptionnels (cyclone, tempête), les vagues prélèvent le
matériel sédimentaire en haut de plage et le transporte dans la partie sous-marine
alors que les houles moins énergétiques produise l’effet inverse.
La chute de la pression barométrique lors du passage d’une dépression tropicale et le
vent de mer sont des facteurs climatiques aggravant qui génèrent une surcote
(mesurable au moyen des marégraphes et capteurs de pression) et favorisent la
submersion et l’érosion (les vagues parviennent plus haut et plus loin sur la côte).
Par ailleurs, l’élévation du niveau moyen de la mer (suivis par les marégraphes et les
satellites altimétriques), qui est liée à l’augmentation de sa température et de la fonte
des calottes glaciaires, participe fortement au renforcement des aléas côtiers (recul du
trait de côte, submersion progressive de nouveaux espaces côtiers).
Les travaux en cours du BRGM sur la morphodynamique des littoraux de La Réunion,
basés sur l’analyse des variations du trait de côte à partir de photographies aériennes
et de levés topographiques, ont permis de mettre en évidence l’action érosive de la
dérive littorale par transit sédimentaire, ainsi que l’action érosive des houles
cycloniques, qui bien que beaucoup moins fréquentes, s’avèrent être beaucoup plus
impactante en terme d’érosion.
Ce phénomène s’illustre notamment sur le site de la Pointe des Galets au Port qui
connait une évolution historique très érosive liée à l’action des cyclones. En période
« calme », les houles d’alizés génèrent un transit en direction de la Pointe qui contribue
à la recharger en sédiment. A l’inverse lors du passage des derniers cyclones Gamède
ou Dina la dérive est inversée (attention, cela dépend de la trajectoire du cyclone et de
l’incidence de la houle cyclonique) pendant une courte durée et ramène les sédiments
à l’Est du cordon littoral. La tendance sur le long terme est bien une érosion importante
de la Pointe (Illustration 47) car la dérive d’alizé bien que plus fréquente ne peut
compenser l’intensité de la dérive cyclonique.
BRGM/RP-59495-FR
77
Illustration 47 :Evolution de la Pointe des Galets (Orthophotographie IGN 2003 – Blangy et al,
2009)
Les profils topobathymétriques de 2006 et 2009 mettent en évidence le fort impact
érosif du cyclone Gamède (Illustration 48). On peut observer sur la partie terrestre du
profil un recul très important (de l’ordre de 15m au niveau de la butte de remblai). Sur
la partie immergée, l’évolution de la pente met en évidence la perte des sédiments
immergées vers les grandes profondeurs. Ainsi, le cordon sédimentaire, perdant son
stock immergé, ne peut pas profiter des houles faibles ramenant les sédiments sur la
plage. Les évènements extrêmes ont donc un impact irrémédiable sur cette zone.
Illustration 48 : Profil topo-bathymétrique au Port (Pointe des Galets) – Zoom sur les 80
premiers mètres (Blangy et al, 2009)
78
BRGM/RP-59495-FR
2.3.6.
Synthèse de la sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres
climatiques
EROSION COTIERE
Paramètre
climatique
Vent
Action directe sur le cordon
littoral
Emporte des particules fines du cordon
littoral (déflation)
Action indirecte sur le
littoral
Vent de mer pousse la masse d’eau vers la
côte et génère une surcote
littoral
Contraint la croissance de la végétation qui
protège le littoral de l’érosion
Action directe sur les
falaises
Fatigue de la roche par haloclastie
Température et
précipitation
littoral
Agissent sur la végétation « protectrice »
Hydrologie
continentale :
Précipitations
Transports des matériaux
érodés issus des bassins
versants
Apport sédimentaire sur la côte
Etouffe (fines) les récifs coralliens qui
assurent une protection contre la houle
Infiltrations ou résurgence
d’eau
Peut entrainer le glissement ou
effondrement d’une partie de falaise littorale
Houle d’alizée
Génère des dérives
littorales
Transports sédimentaire par dérive littorale
Houle Australe
Faible intensité sur le
cordon littoral
Engraissement du cordon sédimentaire
Forte intensité ou
occurrence dans la saison
Entrainement des sédiments vers les fonds
marins
Attaque des cordons
littoraux
Entrainement des sédiments vers les fonds
marins
Hydrodynamique
marine
Houle cyclonique
Tableau 6 : Sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques
BRGM/RP-59495-FR
79
SUBMERSION MARINE
Paramètre
climatique
Système
dépressionnaire
(cyclone,
tempête)
chute de pression
atmosphérique
Augmentation du niveau marin (surcote
atmosphérique)
Vent (de mer)
génère des courants dans
la masse d’eau
Augmentation du niveau marin (surcote
atmosphérique)
Houle
Augmentation du niveau marin (surcote et
run-up)
Tableau 7 : Sensibilité de l’aléa submersion marine face aux paramètres climatiques
80
BRGM/RP-59495-FR
2.4. SYNTHESE DE LA SENSIBILITE DES ALEAS NATURELS FACE AUX PARAMETRES CLIMATIQUES
Température
ALEAS
Extrême
La sécheresse entraine la
desquamation des terrains
de couverture et de façon
induite des instabilités
GLISSEMENT DE
d’ampleur variable
TERRAIN
Les contrastes thermiques
créent des sollicitations
cycliques entrainant une
"fatigue " des niveaux de
surface
Précipitations
Moyenne
Agit sur la couverture végétale
jouant un rôle de renforcement
de la cohésion du sol et du
système racinaire
Vent
Extrême
Moyenne
la circulation d'eau souterraine entraine le
développement de surpressions prejudiciables
(mise ne pression des surfaces de cisaillement)
la circulation d'eau souterraine entraine le
développement de surpressions prejudiciables
(mise ne pression des surfaces de cisaillement)
Saturation des sols . Augmentation des
phénomènes de coulées boueuses et fluage
reptation
déclenchement de glissements de terrain
d'ampleur variable
Les infiltrations d'eau favorisent l'altération et la
baisse de résistance du matériau
Dynamique marine (Houles)
Extrême
Moyenne
Effet de levier par les ligneux
sous l’effet du vent pouvant
déstabiliser les terrains et
favoriser les infiltrations d’eau
Effet de levier par les ligneux ( la
couverture végétale jouant un rôle
de renforcement de la cohésion du
sol et du système racinaire) sous
l’effet du vent pouvant déstabiliser
les terrains et favoriser les
infiltrations d’eau
L' action violente du vent
déracinant des arbres en paroi
peut provoquer des chutes de
blocs ou éboulements, les
systèmes racinaires pouvant
contribuer à écarter les
compartiments rocheux
Sollicitation cyclique du vent sur la
paroi rocheuse générant la fatigue
du matériau et favorise sa baisse de
résistance (effet balancier)
Accelération du mouvement de terrain de
grande ampleur à partir d'un certain cumul
pluviométrique
MOUVEMENTS DE TERRAIN
INSTABILITES
ROCHEUSES
EROSION DE
SOL
Les contrastes thermiques
créent des sollicitations
cycliques générant la
fatigue du matériau, et
favorise sa baisse de
résistance, provoquant
chutes de pierres et blocs
La sécheresse entraine la
desquamation des terrains
de couverture, favorisant de
façon induite l'érosion des
sols en cas de pluies, les
sols non couverts par la
végétation étant
particulièrement exposés
Les infiltrations ou résurgences d'eau favorisent
l’altération et donc la baisse de résistance du
matériau dans les zones infiltrées. Elles
favorisent également l’érosion différentielle par
ruissellement superficiel et ainsi la création de
zones de surplomb favorables aux
décrochements (exemple de l’alternance scories
/ niveaux laviques massifs). Par ailleurs, elles
mettent en pression l’eau dans les discontinuités
en arrière des compartiments potentiellement
instables
L’impact des gouttes d’eau désagrège le sol (
effet "splash"). Les particules fines déplacées
par l’impact des gouttes de pluies sont placées
entre des éléments plus grossiers et ferment les
pores du sol limitant ainsi la capacité
d’infiltration ce celui-ci et favorisant le
ruissellement (Battance). Dans les zones à
Agit sur la couverture végétale fortes pentes, les vitesses d’écoulement de l’eau
en surface augmentent, intensifiant ainsi le
qui protège le sol de l’érosion
pouvoir érosif du filet d’eau sur le sol
(arrachement et transport des particules du sol).
Les infiltrations ou résurgences d'eau favorisent
l’altération et donc la baisse de résistance du
matériau dans les zones infiltrées. Elles favorisent
également l’érosion différentielle par ruissellement
superficiel et ainsi la création de zones de surplomb
favorables aux décrochements (exemple de
l’alternance scories / niveaux laviques massifs). Par
ailleurs, elles mettent en pression l’eau dans les
discontinuités en arrière des compartiments
potentiellement instables
L’impact des gouttes d’eau désagrège le sol (effet
"splash"). Les particules fines déplacées par
l’impact des gouttes de pluies sont placées entre
des éléments plus grossiers et ferment les pores du
sol limitant ainsi la capacité d’infiltration ce celui-ci
et favorisant le ruissellement (Battance). Dans les
Le vent arrache la couverture
zones à fortes pentes, les vitesses d’écoulement de
végétale mettant à nu du sol et
l’eau en surface augmentent, intensifiant ainsi le
pouvoir érosif du filet d’eau sur le sol (arrachement favorisant ainsi son érosion par les
agents météoriques
et transport des particules du sol).
Lorsque l’intensité des pluies est supérieure au
La hauteur de précipitation est directement corrélée
pouvoir d’absorption du sol, les eaux ruissellent
au taux d'érosion à l'échelle d'un pas de temps
sur la surface du sol, emportant des particules
annuel
de sol
L'Infiltration d’eau dans les terrains constituant
L'Infiltration d’eau dans les terrains constituant la
la berge favorise l’altération et donc la baisse de
berge favorise l’altération et donc la baisse de
résistance du matériau dans les zones infiltrées résistance du matériau dans les zones infiltrées au
au niveau des berges ainsi que le ravinement
niveau des berges ainsi que le ravinement
superficiel fragilisant la berge
superficiel fragilisant la berge
EROSION DE
BERGE
La force d’écoulement des eaux (débit liquide et La force d’écoulement des eaux (débit liquide et
solide) entraine le sapement du pied des berges solide) entraine le sapement du pied des berges
conduisant au glissement ou à l’éboulement de conduisant au glissement ou à l’éboulement de la
la berge par suppression de la butée de pied qui
berge par suppression de la butée de pied qui
Le transport solide généré par le cours d'eau est
induit par le débit liquide entrainant les
matériaux situés sur les berges ou au fond du lit.
BRGM/RP-59495-FR
Le transport solide généré par le cours d'eau est
induit par le débit liquide entrainant les matériaux
situés sur les berges ou au fond du lit
Extrême
Moyenne
Système dépressionnaire
(Cyclone, tempête)
Extrême
Augmentation du débit du cours d’eau
entrainant un débordement du lit et inondation
des zones avales ainsi qu'une accumulation Effet possible sur la saturation des sols, réduisant la
massive des matériaux mobilisables pouvant capacité d'infiltration du sol en cas de pluie extrême
entrainer la création de phénomènes aggravants
(lave torrentielle, embâcle, débâcle)
Saturation des sols pouvant entrainer le
ruissellement en surface, et des vitesses
d’écoulement et des hauteurs d’eau plus ou
moins importantes selon la nature et
topographie du terrain
INONDATION
Saturation des ouvrages hydrauliques
entrainant une remontée de l’eau dans les
réseaux d’assainissement et pluviales, du
ruissellement en surface, et écoulements plus
ou moins importants et rapides dans les rues
Température
Extrême
ALEAS
Précipitations
Moyenne
Extrême
Vent
Moyenne
Extrême
Moyenne
Agissent sur la croissance de la végétation qui
protège le littoral de l’érosion
Vent de mer pousse la masse
d’eau vers la côte et génère une
surcote
Vent de mer pousse la masse d’eau
vers la côte et génère une surcote
Transports des matériaux érodés issus des
Transports des matériaux érodés issus des bassins
bassins versants où les fines étouffent les récifs
Emporte des particules fines du
versants où les fines étouffent les récifs coralliens
coralliens qui assurent une protection contre la
cordon littoral (déflation)
qui assurent une protection contre la houle
houle
Extrême
Moyenne
Système dépressionnaire
(Cyclone, tempête)
Extrême
Emporte des particules fines du
cordon littoral (déflation)
La houle d'alizée génère
La houle Australe en
des transports
forte intensité
sédimentaires par dérive
entraine les
littorale
La houle
Chute de la pression
sédiments vers les
Transports des matériaux érodés issus des Transports des matériaux érodés issus des bassins
Contraint la croissance de la
Contraint la croissance de la
Australe de faible
atmosphérique entrainant
fonds marins
bassins versants permettant des apports
versants permettant des apports sédimentaires sur végétation qui protège le littoral de végétation qui protège le littoral de
intensité engraisse le
une augmentation du
La houle cyclonique
sédimentaires sur la côte
la côte
l’érosion
l’érosion
cordon sédimentaire
niveau marin (surcote
attaque les cordons
mais une occurrence
atmosphérique)
littoraux et entraine
dans la saison entraine
les sédiments vers
Les résurgences ou infiltrations d'eau peuvent
des sédiments vers les
les fonds marins
entrainer le glissement d’une partie de falaise
entrainer le glissement d’une partie de falaise
fonds marins
littorale meuble
littorale meuble
Fatigue de la roche par haloclastie
EROSION COTIERE
entrainer l'effondrement d’une partie de falaise
littorale rocheuse
Les effets d'une forte pluviométrie, conjuguée à
la création de cordons dunaires, peut engendrer
La hausse des températures
l'inondation des zones basses littorales. A noter
moyennes engendrent une
toutefois, qu'une pluviométrie longue et intense
dilatation de l'eau entrainant une
peut être plus défavorable qu'une pluie extrême,
élévation du niveau marin moyen
cette dernière pouvant rompre le cordon dunaire
créé.
SUBMERSION
MARINE
entrainer l'effondrement d’une partie de falaise
littorale rocheuse
La houle australe de
forte intensité et
cylonique augmente
de façon
conséquente le
niveau marin
Vent de mer génère des courants Vent de mer génère des courants
dans la masse d'eau et entraîne dans la masse d'eau et entraîne une
une augmentation du niveau
augmentation du niveau marin
marin (surcote atmosphérique)
(surcote atmosphérique)
sensibilité des aléas naturels aux paramètres climatiques extrêmes et moyen
Légende :
Faible
Modérée
Forte de type linéaire
Fortede type exponentielle
Tableau 8 : Synthèse de la sensibilité des aléas naturels face aux paramètres climatiques
BRGM/RP-59495-FR
Dynamique marine (Houles)
Les effets d'une
houle extrême se
cumulent avec
l'augmentation du
niveau marin
(surcôte
atmosphérique et run
up) et la constitution
de cordons littoraux
sur certains secteurs
Chute de la pression
La houle augmente le
atmosphérique entrainant
niveau marin ( surcôte et
une augmentation du
run-up)
niveau marin (surcote
atmosphérique)
3. Evolution des paramètres climatiques
Différents travaux ont été réalisés sur le changement climatique, on peut notamment
citer les documents suivants :
- Le changement climatique et les espaces côtiers. Actes du colloque du 12 et 13
octobre 2000, Arles, MIES, 2001 ;
- Conséquences du réchauffement climatique sur les risques liés aux événements
météorologiques extrêmes. Actes du colloque du 22-23 juin 2003, ONERC, Paris,
Octobre 2003 ;
- Recensement des études concernant les effets du climat et du changement
climatique sur les espaces côtiers dans les Dom-Tom. Note technique n°1, ONERC,
Paris, mars 2005 ;
- Impacts du changement climatique sur le patrimoine du Conservatoire du Littoral :
scénarios d’érosion et de submersion à l’horizon 2100. Note technique n°2,
Conservatoire du Littoral, ONERC, Paris, septembre 2005 ;
- Stratégie nationale d’adaptation au changement climatique, La Documentation
française, ISBN :978-2-11-006618-3, 2007, 96p ;
- les travaux de simulations du climat de la zone Océan Indien réalisés dans le cadre
du projet « Acclimate » de la COI (www.acclimate-oi.net) ;
- le dernier rapport des experts du GIEC15 (www.ipcc.ch) ;
- Etude pour l’identification des évolutions des changements climatiques à La
Réunion, rapport v1.0, Météo France, Septembre 2009, 78p.
Ce chapitre synthétise les principaux résultats d’évolution du climat en s’appuyant sur
ces références, en particulier sur l’étude menée par Météo France qui est la première
tentative de régionalisation du climat futur à l’échelle de l’île.
Il sera présenté tout d’abord, un bilan des évolutions passées et futures des
paramètres climatiques à l’échelle du globe afin d’avoir une vision d’ensemble de
l’évolution du climat puis un bilan des évolutions du climat à l’échelle de la Réunion.
Les tendances du climat passé ont été établies à l’échelle du globe à partir des postes
de référence existants, suffisamment nombreux pour pouvoir établir des tendances
fiables sur le 20ième siècle. A l’échelle de la Réunion, les tendances sont données sur la
15
Le GIEC est un groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat : ce groupe a été créé en
1988 par l’organisation Météorologique Mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour
l’Environnement (PNUE). Sa mission est d’évaluer, sans parti pris, les risques liés au changement
climatique d’origine humaine mais il n’entreprend pas de travaux de recherches, ses évaluations sont
surtout fondées sur des publications scientifiques et techniques reconnues. Le GIEC procède
régulièrement à l’évaluation de l’état des connaissances sur le changement climatique : Le deuxième
rapport du GIEC a été publié en 1995, le troisième en 2001, et le quatrième en 2007.
BRGM/RP-59495-FR
83
période 1969-2008 pour les paramètres température et précipitations. L’activité
orageuse a également été étudiée.
Les projections pour le climat futur (2100) ont été réalisées à l’aide de modèles
climatiques, dans lesquels est introduit l'évolution de la concentration en gaz à effet de
serre en fonction des diverses évolutions économiques possibles permettant de
simuler l’évolution possible du climat au cours du prochain siècle. 40 scénarios
regroupés en 4 grandes familles ont ainsi été élaborés par le GIEC (Groupe d’Experts
Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) selon le schéma suivant (Illustration
49):
Illustration 49 : Les 4 grandes familles des scénarios climatiques et leurs orientations (GIEC)
Trois scénarios ont été privilégiés pour réaliser les simulations climatiques globales :
- le scénario A2 où les émissions de CO2 continueront de croître jusqu’en 2100 ;
- le scénario A1B où les émissions de CO2 continueront de croître jusqu’en 2050,
puis diminueront ;
- le scénario B1 où les émissions de CO2 sont presque stabilisées dès l’année 2000,
puis décroissent à partir de 2050.
Le climat futur réunionnais a été évalué d’une part, à partir de l’analyse des données
des modèles climatiques globaux (calcul des valeurs moyennes de paramètres sur une
maille de 300×300 km2) du GIEC, et d’autre part par une analyse plus fine grâce à une
simulation du modèle climatique réalisé par Météo-France avec le modèle ARPEGECLIMAT (maille de 50×50 km2) où il existe 2 configurations : le modèle étiré ( résolution
de 50×50 km2 près du pôle d’étirement qui augmente ensuite au fur et à mesure que
84
BRGM/RP-59495-FR
l’on s’en éloigne) et la dernière en date, le modèle haute résolution ( résolution de
50×50 km2 sur tout le Globe).
Les projections d’ARPEGE-CLIMAT étiré ont étudiées pour deux périodes du 21ième
siècle : 2021-2050 et 2071-2100 pour les trois scénarios.
La projection d’ARPEGE-CLIMAT haute résolution prend en compte la période 20412070 du scénario A2. Pour cette dernière simulation, il est nécessaire d’attirer
l’attention sur le fait que le modèle n’a été forcé que par un seul scénario d’émissions
de gaz à effet de serre. Or les scénarios sont définis pour prendre en compte
l’incertitude des émissions futures des gaz à effet de serre. On se prive donc de
l’évaluation de l’incertitude, déterminée par une étude multi-scénarios, qui est un
élément très important lorsqu’on veut étudier le climat futur.
3.1.
EVOLUTION
PASSEE
ET
FUTURE
CLIMATIQUES A L’ECHELLE GLOBALE
3.1.1.
Température
DES
PARAMETRES
a) Tendances observées
Températures moyennes
Dans son dernier rapport, (IPCC, 2007), le GIEC évalue l’augmentation de la
température moyenne mondiale superficielle à +0,74°C sur 100 ans (1906-2005) avec
un rythme qui s’est accéléré au cours des 50 dernières années pour atteindre +0,13°C
par décennie.
Le réchauffement n’est pas uniforme sur le globe. Les températures de surface des
régions continentales ont augmenté plus rapidement que celles des océans, comme le
montre la carte des tendances saisonnières calculées sur la période 1979-2005
(Illustration 50).
Le réchauffement est plus important aux hautes latitudes de l’hémisphère Nord et est
le plus fort pendant l’hiver et le printemps de ce même hémisphère. On peut constater
par ailleurs, que l’océan Indien se réchauffe moins rapidement que la plupart des
zones de l’hémisphère Nord.
BRGM/RP-59495-FR
85
Illustration 50 : Tendances mondiales linéaires de températures au cours de la période 1979 à
2005 par saison estimées à la surface. Le gris indique les secteurs où les données sont
incomplètes (IPCC, 2007)
Températures extrêmes
Les changements observés dans les extrêmes de température sont en accord avec le
réchauffement global constaté. On observe une diminution généralisée du nombre de
jours de gel aux latitudes moyennes, une augmentation du nombre de cas d’extrêmes
chauds (10% des jours ou des nuits les plus chauds) et une réduction des cas
d’extrêmes froids (10% des jours ou des nuits les plus froids). La durée des vagues de
chaleur a augmenté à partir de la deuxième moitié du 20ième siècle.
b) Evolution future
Les simulations des modèles climatiques indiquent une hausse des températures
moyennes du globe qui varie en fonction des scénarios considérés de 1,8 (scénario
B1) à 4,0°C (scénario A2) en 2100.
L’évolution de la température varie selon les régions du Globe (Illustration 51).
86
BRGM/RP-59495-FR
Illustration 51 : Evolution projetée de la température en surface sur l’ensemble du Globe pour
les décennies 2020-2029 et 2090-2099 en fonction des trois scénarios (IPCC, 2007)
Ainsi, on constate une augmentation de la température :
-
globale ;
la plus importante au niveau des terres et dans les latitudes les plus élevées de
l’hémisphère Nord pendant l’hiver ;
plus importante dans les régions arides qu’humides ;
la moins importante dans les océans austraux et dans certaines parties de
l’Atlantique Nord.
Concernant les vagues de chaleur, des études récentes ont montré que dans le futur,
les vagues de chaleur seront plus intenses, longues et fréquentes.
Dans l’Océan Indien
Sur l’Océan Indien, le réchauffement est un peu plus faible. L’ensemble des
simulations numériques indique une hausse des températures moyennes comprise
entre 1,4° et 3,7°C avec une valeur moyenne de 2,1°C.
Le réchauffement sera semblable quel que soit la saison et les petites îles isolées de
l’océan Indien connaîtront un réchauffement d’une moindre ampleur que les grandes
régions continentales.
BRGM/RP-59495-FR
87
3.1.2.
Précipitations
Précipitations moyennes
Les précipitations varient fortement, tant dans l’espace que dans le temps, et des
tendances robustes à long terme sont difficiles à établir. Toutefois, une augmentation
significative des précipitations a pu être observée entre 1900 et 2005 sur beaucoup de
grandes régions : parties orientales d’Amérique du Nord et en Asie du Nord et centrale.
De la même façon, il a pu être observé des grandes régions d’assèchement : Sahel,
Méditerranée, Afrique du Sud et des parties de l’Asie du Sud (Illustration 52).
Illustration 52 : Distribution des tendances linéaires dans le volume des précipitations annuelles
sur les terres dans la période 1901-2005 (%par siècle). Les zones grisées indiquent qu'une
insuffisance de données empêche de donner une tendance fiable (IPCC, 2007)
Précipitations extrêmes
Observations à l’échelle du Globe
Il a été observé une fréquence accrue des événements de fortes précipitations et ceci
depuis environ 1950, y compris dans les régions dont la quantité totale des
précipitations a diminué. De même, des sécheresses plus intenses et plus longues ont
88
BRGM/RP-59495-FR
été observées dans des secteurs plus larges, particulièrement sous les Tropiques
depuis les années 1970.
b) Evolution future
Selon le dernier rapport du GIEC, les précipitations mondiales devraient :
-
augmenter (avec une probabilité évaluée supérieure à 90%), sous les hautes
latitudes
-
baisser (avec une probabilité évaluée supérieure à 66%), dans la plupart des
terres subtropicales.
Les cartes suivantes (Illustration 53) montrent les variations de précipitations pour les
saisons d’hiver et d’été, sur la période 2090-2099, simulées par les modèles
numériques forcés par les hypothèses des émissions de gaz à effet de serre du
scénario A1B.
Illustration 53 : Variations relatives du régime des précipitations (%) pour la période 2090-2099,
par rapport à la période 1980-1999. Les valeurs indiquées sont des moyennes tirées de
plusieurs modèles, obtenues à partir du scénario A1B pour des périodes allant de décembre à
février (à gauche) et de juin à août (à droite). Les zones en blanc correspondent aux régions où
moins de 66% des modèles concordent sur le sens de la variation et les zones en pointillé à
celles où plus de 90% des modèles concordent sur celui-ci. (IPCC, 2007)
L’augmentation des précipitations dans les hautes latitudes est due à :
-
l’augmentation de la concentration en vapeur d’eau dans l’atmosphère ;
l’augmentation dans le transport de vapeur d’eau en provenance des latitudes plus
basses.
La baisse des précipitations dans la zone subtropicale est due à :
-
l’augmentation du transport de vapeur d’eau en dehors de la zone subtropicale ;
une expansion des systèmes de haute pression subtropicaux en direction des
pôles.
BRGM/RP-59495-FR
89
Concernant les jours de pluies intenses, les recherches indiquent une tendance à
l’augmentation dans de nombreuses régions y compris celles où la moyenne des
chutes de pluie baissera selon les projections, la baisse de ces dernières étant souvent
due plus à une diminution des jours de pluie qu’à une baisse de l’intensité.
Dans l’Océan Indien
Dans l’océan Indien, les projections des précipitations annuelles font apparaître une
tendance de -2% à +20% selon les modèles par rapport au climat actuel.
La moitié des modèles prévoie une légère augmentation des précipitations comprise
entre 3 et 5% particulièrement visible dans la partie Nord de l’océan Indien aux
environs des Maldives.
La Réunion, se situe dans la zone de transition en bordure Nord de la zone australe où
l’on constate surtout un assèchement pendant les mois d’hiver (Illustration 54).
Illustration 54 : variations relatives du régime de précipitations sur l’océan Indien obtenues à
partir du scénario A1B. Cartes du haut : moyenne de 21 modèles des variations sur l’année,
sur la période de décembre à février et sur la période de juin à juillet pour la période de 2080 à
2099 par rapport à la période 1980-1999. Cartes du bas : nombre de modèles sur les 21 où les
variations de précipitations sont positives. (IPCC, 2007)
90
BRGM/RP-59495-FR
3.1.3.
Tempêtes et cyclones
Concernant les tempêtes des zones tempérées, depuis 1950 on observe dans de
nombreuses régions une augmentation du nombre de phénomènes de forte intensité
mais avec une variabilité inter décennale importante.
Il est recensé chaque année, entre 80 et 85 systèmes tropicaux ayant atteint le stade
de tempête tropicale et parmi ceux-ci plus de la moitié atteignent le stade de cyclone
tropical.
Il est observé une stabilité étonnante à l’échelle globale du nombre de ces
phénomènes qui toutefois ne se retrouve pas au niveau de chacun des sept bassins
cycloniques.
Le manque de moyen d’observation des cyclones tropicaux avant 1970 et les
variabilités sur plusieurs décennies ne permettent pas de dégager de tendances
d’évolution sur les bassins, mis à part dans l’Atlantique Nord où une augmentation des
cyclones tropicaux intenses, corrélée avec une augmentation des températures de
surface est mis en évidence depuis 1970.
b) Evolution future
Selon les modèles numériques, les dépressions auraient une tendance à la baisse en
termes de nombre mais une tendance à la hausse en termes d’intensité.
De même, les dernières études effectuées sur l’activité cyclonique s’orienteraient vers
une tendance à la baisse du nombre de cyclone mais une augmentation de l’intensité
et des précipitations associées. Des études sur l’évolution potentielle des trajectoires
cycloniques dues au réchauffement climatique commencent à être réalisées.
3.1.4.
Niveau de la mer
Le niveau de la mer s’est élevé de 15 à 20 centimètres au cours du 20ième siècle.
Cette hausse est due :
- pour la plus grande part (40 à 60%), à une expansion thermique des océans sous
l’effet de leur réchauffement ;
- (20 à30%), à la fonte des glaciers de montagne ;
- (10 à 20%), à la fonte des glaces polaires, en particulier celles du Groenland.
Selon les mesures des satellites altimétriques, L’élévation niveau de la mer se poursuit
en moyenne à la vitesse de 3,2 mm par an depuis 1993.
BRGM/RP-59495-FR
91
Toutefois, le niveau de la mer ne monte pas de manière uniforme (Illustration 55).
Illustration 55 : Distribution géographique des variations du niveau de la mer mesurées par les
satellites altimétriques Topex-Poséïdon entre1993 et 2003. (IPCC, 2007)
Cette variabilité régionale provient :
-
essentiellement, des changements de températures de l’océan et du transport non
uniforme de ces masses d’eau ainsi réchauffées par la circulation océanique.
-
d’autres phénomènes comme les changements régionaux de la salinité ou des
redistributions de masses d’eau.
b) Estimations futures
Une partie des informations suivantes provient du rapport réalisé par groupe de travail
RNACC16 « Impacts du Changement Climatique : adaptation et coûts associés en
France pour les risques côtiers », d’avril 2009, basé sur des études et données
publiques où il est dressé notamment un bilan de l’ensemble des hypothèses émises
sur l’élévation du niveau moyen de la mer.
16
Le groupe de travail RNACC « Risques naturels, assurances et adaptation au changement
climatique » a été mis en place en application du Plan Climat français (2006). Un groupe de travail
interministériel « Impacts du changement climatique, adaptation et coûts associés en France », a ainsi été
constitué afin d’engager un chantier d’évaluation des dommages potentiels et des mesures permettant de
limiter le coût des impacts. Pour cela sept groupes de travail sectoriels ont été mis en place dont le
RNACC.
92
BRGM/RP-59495-FR
Selon les projections des modèles climatiques du GIEC, la hausse du niveau de la mer
va se poursuivre pour atteindre 20 à 60 cm à la fin du siècle, soit une augmentation
annuelle d’environ 4 ± 2 mm. Cette hausse sera très variable d’une région à une autre.
Celle-ci a été estimée en considérant que les contributions observées actuellement à
l’augmentation du niveau de la mer seront les mêmes dans le futur. La principale
incertitude vient de la contribution des calottes polaires qui pourraient s’accélérer et de
ce fait revoir à la hausse l’estimation ici faite.
Des publications scientifiques récentes (Rahmstorf, 2007, Hansen, 2007, Grinsted,
2009) proposent des valeurs de 1m ou davantage pour l’élévation du niveau marin
moyen en 2100, considérant les résultats du GIEC sous-estimés.
Cependant, une étude récente (source non spécifiée par Météo-France) montre un
ralentissement de fonte au Groenland et met en lumière une forte variabilité
interannuelle. De même, les chercheurs du GIEC indiquent que l’accumulation de
neige sur l’Antarctique devrait augmenter au cours de ce siècle, compensant ainsi les
pertes de masse de la calotte groenlandaise
BRGM/RP-59495-FR
93
3.2.
EVOLUTION
PASSEE
ET
FUTURE
DES
CLIMATIQUES A L’ECHELLE DE LA REUNION
3.2.1.
Température
PARAMETRES
Températures moyennes
L’observation des températures sur l’Ile se fait à partir de 6 postes dont la localisation
est précisée sur la carte hypsométrique suivante où figurent les températures
moyennes annuelles (Illustration 56).
L’étude sur l’évolution des températures sur la période 1969-2008 montre que les
températures moyennes observées à La Réunion ont augmenté de 0,62°C en 40 ans,
ce qui est conforme au réchauffement observé sur du Globe mesuré sur la même
période, mais moins important que celui de l’hémisphère Nord (+0,81°C) et plus fort
que celui de l’hémisphère Sud (+0,43°C).
Illustration 56 : Températures moyennes annuelles de La Réunion et localisation des stations
étudiées (source Météo-France)
Températures extrêmes
L’observation des évolutions des températures maximales et minimales de 1969 à
2008, montre une hausse plus importante des températures maximales que celle des
minimales.
94
BRGM/RP-59495-FR
Les évolutions de température en fonction des saisons montrent quant à elles, que les
températures sont toutes à la hausse quelque soit la saison. Toutefois, la hausse la
plus importante est constatée pendant la saison de l’automne austral (mars-avril-mai).
Par ailleurs, il a également été observé que le pourcentage de journées ou nuits
froides a diminué plus ou moins fortement selon les postes, tandis que le pourcentage
de journées ou nuits chaudes a nettement augmenté.
b) Evolution future
Analyse des scénarios climatiques du GIEC
Sur La Réunion, les modèles du GIEC prévoient une augmentation de la température
comprise entre 1,0 et 3,2°C selon les scénarios et les modèles.
Analyse des scénarios d’ARPEGE CLIMAT
Simulations ARPEGE étiré
Les cartes des simulations ARPEGE étirés (Illustration 57), montrent, comme sur le
reste du globe, une hausse des températures plus importantes sur les continents que
sur les océans, ce qui est bien visible sur Madagascar.
Cette différence s’explique par le phénomène d’évaporation qui absorbe de la chaleur
et refroidit alors la surface. Dans les océans, la quantité d’eau n’étant pas limitée, et
l’évaporation non plus, et il en est de même pour le refroidissement ce qui atténue les
effets du réchauffement climatique. Ceci n’est pas le cas des continents, limité par la
quantité d’eau dans le sol lié lui-même à la quantité totale de précipitations.
BRGM/RP-59495-FR
95
Illustration 57 : Anomalies de températures, simulées par le modèle Arpège étiré, par saison et
par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo-France, septembre 2009)
Par ailleurs, le modèle ARPEGE prévoit pour la période 2071-2100 à proximité de la
Réunion un réchauffement compris entre 1,4°C (scénarios B1) et 3,0°C (scénario A2)
selon les scénarios et la saison, ce qui est similaire à l’évaluation du réchauffement
obtenue avec les modèles du GIEC.
96
BRGM/RP-59495-FR
Simulations ARPEGE 50×50 km2 et indices climatiques
La simulation du modèle ARPEGE 50×50 km2 forcé selon les hypothèses du scénarios
A2, montre que, pour la période 2041-2070, l’été austral serait la saison qui connaîtrait
le plus fort réchauffement, alors que pendant l’hiver la hausse des températures serait
plus modérée. Les journées et les nuits relativement froides, définies selon les seuils
de notre époque contemporaine, disparaitraient presque et leurs proportions ne
représenteraient qu’un peu moins de 1% dans le futur. Une nuit sur deux paraîtrait
chaude, relativement aux critères de notre époque, tandis que deux journées sur trois
paraîtraient chaudes selon les mêmes critères.
3.2.2.
Précipitations
Précipitations moyennes
L’observation de l’évolution des précipitations est réalisée à l’aide des données de 51
postes pluviométriques répartis sur l’île.
Ainsi, il a pu être constaté sur la période 1969-2008, malgré la grande variabilité
interannuelle des précipitations sur le bassin soumis à l’aléa cyclonique, une tendance
à la baisse des précipitations sur les régions de l’Ouest, du Sud-Ouest et du Sud de
l’Île de La Réunion (Illustration 58).
Illustration 58 : Evolution des précipitations sur la période 1969-2008 (Extrait Rapport MétéoFrance, 2009)
BRGM/RP-59495-FR
97
Les deux fortes tendances à l’augmentation des précipitations observées sur HellBourg et
Commerson, sont grandement impactées par les précipitations
exceptionnelles survenues lors de la tempête tropicale Diwa en 2006 et le cyclone
tropical Gamède en 2007.
Une analyse intersaisonnière permet de préciser les tendances suivantes :
-
sur la période de décembre-janvier-février qui se situe au cœur de la saison
cyclonique, le contraste Nord-Est/Sud-Ouest est très marqué et une tendance à la
baisse significative est à noter une nouvelle fois sur la façade sous le vent ;
-
sur la période mars, avril, mai, des baisses significatives des précipitations sont
observées sur l’ensemble de l’ile, mis à part les deux zones centrées sur HellBourg et Commerson, dont les tendances positives dues essentiellement à Diwa et
Gamède, ne sont pas significatives ;
-
sur la période, juin-juillet-aout, période d’hiver Austral, la quasi-totalité de La
Réunion présente des tendances de précipitations négatives ;
-
sur la période, septembre-octobre-novembre, le contraste Est/Ouest est très
marqué. Cette saison présente des tendances significatives à la hausse sur la
façade Est de l’Ile et à la baisse sur les façades Ouest et Sud-Ouest.
Ainsi, on observe une baisse généralisée des précipitations sur les façades Ouest,
Sud-Ouest et Sud quelque soit les saisons. Ces régions sont touchées par des
sécheresses accrues.
Sur la façade au vent, les tendances sont à la baisse, pendant l’hiver austral et à la
hausse de septembre à novembre. De décembre à mai, aucune tendance fiable n’a pu
être établie en raison des incertitudes liées aux phénomènes cycloniques.
Précipitations extrêmes
Il a été observé une augmentation du nombre de jours de faibles précipitations sur la
façade au vent accompagnée d’une baisse de la durée des épisodes secs. Le nombre
de jours de précipitations modérées à fortes baisse sur l’ensemble de l’île mais aucune
tendance fiable ne peut être déduite sur la fréquence des épisodes de précipitations
extrêmes.
b) Evolution future
Analyse des scénarios climatiques du GIEC
Sur La Réunion, la moyenne des modèles prévoit une légère baisse des précipitations
pour la fin du 21ième siècle qui varie entre -6 et -8% selon les scénarios mais avec une
dispersion qui varie de -36% à +21% selon les modèles. En revanche, quels que soient
les scénarios envisagés, les modèles semblent s’accorder sur une baisse plus
marquée des précipitations pendant l’hiver austral.
98
BRGM/RP-59495-FR
Analyse des scénarios d’ARPEGE CLIMAT
Simulations ARPEGE étiré
Les cartes de simulations des 3 scénarios sont convergentes uniquement pour la
saison d’hiver. Le modèle montre pour cette période de l’année l’assèchement de part
et d’autres de 21°S (plus intense et étendu au scénario A2). La baisse des
précipitations varie de -5 à -18% (par rapport au climat actuel) selon les scénarios
(Illustration 59).
Illustration 59 : Anomalies des précipitations, simulées par le modèle Arpège étiré, par saison et
par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo France, septembre 2009)
BRGM/RP-59495-FR
99
Simulation ARPEGE 50×50 km2 et indices climatiques
La simulation ARPEGE 50×50 km2, forcée selon les hypothèses du scénario A2 (le
plus pessimiste) pour la période 2041-2070 montre une baisse du cumul annuel de
précipitations sur l’ensemble de l’île. Les périodes sèches seraient plus longues,
particulièrement sur la façade sous le vent, aggravant ainsi les épisodes de
sécheresse sur une zone déjà peu arrosée pendant la saison sèche.
Les précipitations faibles à modérées seraient plus rares mais les épisodes pluvieux
extrêmes, un peu plus nombreux.
3.2.3.
Tempête et cyclone
L’étude sur l’activité cyclonique de 1967 à 2009 montre que 9,3 systèmes tropicaux
se sont formés, en moyenne par an, sur le bassin du Sud-Ouest de l’océan Indien et
4,8 ont atteint le stade de cyclone tropical avec une forte variabilité interannuelle. Cette
importante variabilité ne peut pas être expliquée de manière simple, mais par contre, il
est clairement établi que le phénomène El Niño-Oscillation Australe (ENSO) joue un
rôle dans le déplacement des zones préférentielles de cyclogenèses sur le bassin. Ces
zones sont situées plus à l’Ouest lors d’épisodes ENSO (Illustration 60).
Illustration 60 : Répartition géographique des cyclogenèses sur le bassin Sud-Ouest de l’océan
Indien et indice SOI* sur la période 1969-2006 (Bureau Of Meteorology australien - 2009)
*L’indice SOI (G. Walker, 1932), basé sur cette différence de pression, permet de quantifier l’ENSO. Il est négatif en période El
Niño, proche de zéro en temps normal et positif pendant un événement La Niña.
El Niño désigne à l'origine un courant côtier saisonnier au large du Pérou et de
l'Equateur, et par extension le phénomène climatique particulier qui diffère du climat
usuel et qui se caractérise par une élévation anormale de la température de l’océan
dans la partie est de l'océan Pacifique sud. La Niña succède fréquemment au
100
BRGM/RP-59495-FR
phénomène El Niño et se traduit par une anomalie négative dans la même région de
l’océan Pacifique.
La distribution géographique de certains paramètres (la température de surface de la
mer, l’humidité relative dans les couches moyennes de l’atmosphère, le cisaillement
vertical des vents) contribuant de manière importante à la formation des cyclones
tropicaux est en effet plus ou moins étroitement liée aux phénomènes El Niño - La
Niña.
Les données disponibles ne sont pas, à l’heure actuelle, suffisamment homogènes
pour dégager des tendances indiscutables sur l’évolution de l’activité cyclonique sur le
bassin et à proximité des côtes de la Réunion.
Il n’y a pas de relation directe entre l’activité cyclonique globale du bassin et le risque
cyclonique encouru pour La Réunion. Une saison de faible activité peut engendrer un
cyclone destructeur pour l’île, tandis qu’une saison très active peut ne voir aucun
système intéresser La Réunion.
3.2.4.
Activité orageuse
Un orage est un phénomène atmosphérique caractérisé par une série d'éclairs et de
coups de tonnerre. Il est toujours lié à la présence d'un nuage de type cumulonimbus
et s’accompagne souvent par un ensemble de phénomènes violents : rafales de vent,
précipitations intenses parfois de grêle et quelquefois vents rabattants, ou bien
trombes ou tornades.
L’étude de l’activité orageuse sur la période de 1969 à 2008 selon les données de la
station Gillot, montre une moyenne de 12,8 jours d’orages par an. Les orages se
forment préférentiellement dans les basses couches de l’atmosphère d’une masse d’air
chaude et humide et se produisent préférentiellement l’été (décembre-janvier-février) et
pendant l’automne austral (mars-avril-mai). A contrario, pendant l’hiver austral et le
printemps, les basses couches de l’atmosphère étant plus fraîches et surtout la
pression atmosphérique étant plus élevée, elles ne favorisent par le développement
des nuages d’orages (cumulonimbus).
La tendance calculée sur la période 1969-2008, indique un nombre annuel en baisse
de deux jours (Illustration 61).
BRGM/RP-59495-FR
101
Illustration 61 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot sur la période 1969-2008 (extrait
rapport Météo France, septembre 2009)
Toutefois, on constate des évolutions différentes des 2 principales saisons orageuses
avec une augmentation des jours d’orage (+3,7j) en début de saison chaude
(décembre-janvier-février) et une baisse en fin de saison (mars-avril-mai) (-4,5j)
(Illustration 62).
Illustration 62 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot par saison* (extrait rapport Météo
France, septembre 2009) - *DJF (Décembre, janvier, Février), MAM (Mars, Avril, Mai), JJA (juin, Juillet, Aout),
OND (Octobre, Novembre, Décembre).
3.2.5.
Houles Australes et cycloniques
Houle Australe
Une étude statistique a été réalisée par Météo-France (rapport septembre 2009), à
partir de données simulées de hauteur de houle basées sur une réanalyse du modèle
102
BRGM/RP-59495-FR
numérique développé au Centre Européen pour les Prévisions Météorologiques à
Moyen Terme.
Selon cette étude, il semblerait que la fréquence des épisodes de houle australe ait
tendance à légèrement augmenter depuis 50 ans avec une accélération de cette
augmentation dans les 20 dernières années.
Toutefois, et bien que le modèle numérique soit très performant, l’usage de données
de hauteur de houle simulées, et non pas directement observées, limitent la confiance
que nous pouvons apporter à ces résultats.
Houles cycloniques
La génération des houles cycloniques dépendant étroitement de l’activité cyclonique et
cette dernière étant très difficile, comme il a été vu précédemment, d’y d’établir des
tendances, il en est, par voie de conséquence, de même pour les houles cycloniques.
3.2.6.
Alizés
Le gradient de pression entre les hautes pressions de l'anticyclone des Mascareignes
et les basses pressions équatoriales génère les alizés. Ces derniers, par leur direction
par rapport au relief de l’île, définissent les limites de la côte au vent et de la côte sous
le vent et modulent de façon indirecte la répartition géographique des précipitations.
Ainsi, l’évolution de localisation et de force de ces deux centres d'actions ont une
influence sur le régime des vents et également sur les précipitations.
Actuellement, les deux centres d’action ont un déplacement méridien saisonnier qui
suit le mouvement apparent du soleil par rapport à la Terre.
En hiver, la position moyenne de l'anticyclone se rapproche de La Réunion en se
décalant à la fois vers le Nord et vers l'Ouest tandis que sa pression moyenne au
centre se renforce. Les basses pressions équatoriales, elles, se déplacent quant à elle
vers le Nord et l'Est en suivant le même mouvement. La pression atmosphérique à La
Réunion est de l'ordre de 1020 hPa. Le gradient de pression moyen est à son
maximum et engendre des alizés vigoureux de secteur Est qui atteignent fréquemment
70 km/h en rafales sur les côtes Nord et Sud de l'île.
L'été, l'anticyclone perd de sa vigueur et s'éloigne vers le Sud-Est tandis que les
basses pressions équatoriales s'étendent vers le Sud. La pression moyenne à La
Réunion est de l'ordre de 1011 hPa. C'est la période de l'année où le gradient moyen
de pression est le plus faible entraînant une baisse significative des alizés qui
disparaissent même certains jours (Illustration 63).
BRGM/RP-59495-FR
103
Illustration 63 : Pression au niveau de la mer moyenne sur la période 1961-1990 (source MétéoFrance)
Les modèles climatiques simulant
l’évolution des grands centres d’action
montrent que :
l’anticyclone des Mascareignes se renforcerait pendant l’hiver austral et devrait
ainsi engendrer des alizés plus vigoureux ;
l’orientation des alizés ne varierait pas et de ce fait :
o les côtes Nord-Est et Sud-Ouest resteront les côtes les plus exposées
aux alizés et les côtes Nord-Ouest et Ouest resteront le plus souvent
déventées ;
o il n'y aura pas de bouleversement géographique sur le régime des
précipitations. La façade Est conservera son climat humide tandis que la
façade Ouest restera plus sèche.Les côtes les plus ventées resteraient
les façades Nord-Est et Sud-Ouest.
104
BRGM/RP-59495-FR
3.3.
SYNTHESE DES EVOLUTIONS DES PARAMETRES CLIMATIQUES
ATTENDUS A LA FIN DU XXIIEME SIECLE
Paramètre climatique
Température
Evolution
A l’échelle du Globe : une hausse des températures moyennes de 1,8 à
4,0°C selon les scénarios.
Sur l’océan Indien, le réchauffement est un peu plus faible avec des
valeurs prévues comprises entre 1,4°C et 3,7°C.
Sur l’Île de La Réunion la hausse est encore plus faible avec une
fourchette comprise entre 1,0 et 3,2°C selon les scénarios et les
modèles.
Précipitations
A l’Echelle du Globe : Les simulations climatiques prévoient une
augmentation des précipitations très probable sous les hautes
latitudes et des baisses probables sur la plupart des terres
tropicales ainsi qu’une tendance à l’augmentation des jours de pluies
intense dans de nombreuses régions.
Dans l’océan Indien, les projections des précipitations annuelles font
apparaître une tendance de -2% à +20% selon les modèles par
rapport au climat actuel.
Activité Cyclonique
BRGM/RP-59495-FR
Sur La Réunion, la moyenne des modèles prévoit une légère baisse
des précipitations pour la fin du 21ième siècle qui varie entre -6 et -8%
selon les scénarios mais avec une dispersion qui varie de -36% à
+21% selon les modèles. En revanche, quels que soient les scénarios
envisagés, les modèles semblent s’accorder sur une baisse plus
marquée des précipitations pendant l’hiver austral.
Les périodes sèches seraient plus longues, particulièrement sur la
façade sous le vent, aggravant ainsi les épisodes de sécheresse sur une
zone déjà peu arrosée pendant la saison sèche. Les précipitations
faibles à modérées seraient plus rares mais les épisodes pluvieux
extrêmes plus nombreux.
Les relations avec le réchauffement climatiques ne sont pas établies de
manière claire. Il semblerait tout de même qu’on observe dans le climat
futur une baisse du nombre de cyclones avec en contrepartie une
augmentation des systèmes intenses et des précipitations associées.
105
Niveau de la Mer
le niveau de la mer va continuer de monter à un rythme d’environ 4
± 2 mm/an soit une élévation de 20 à 60 centimètres en un siècle
selon les prévisions du GIEC. D’autres études, prévoient une
augmentation de 1m et plus. Ces différences sont liées aux incertitudes
sur les contributions des calottes polaires.
Les modèles prédisent une forte variabilité régionale des
changements du niveau de la mer pour le siècle à venir. Les résultats
des simulations sont très différents d’un modèle à l’autre, si bien qu’il est
difficile de dire, pour l’instant, quelle sera plus précisément la hausse du
niveau de la mer sur les côtes de La Réunion.
Alizés
l’anticyclone des Mascareignes se renforcerait pendant l’hiver
austral et devrait ainsi engendrer des alizés plus vigoureux. Pour
autant, l’orientation des alizés ne varierait pas. Les côtes les plus
ventées resteraient les façades Nord-Est et Sud-Ouest.
Tableau 9 : Synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ième siècle en l’état des
connaissances actuelles
106
BRGM/RP-59495-FR
4. Evaluation des modifications potentielles
sur les risques naturels
4.1.
MODIFICATIONS POTENTIELLES DE L’ALEA MOUVEMENT DE
TERRAIN
4.1.1.
Glissements de terrain
Les glissements de terrain ayant une relation directe avec les précipitations, une
augmentation des épisodes pluvieux intenses, engendrera une augmentation de ces
phénomènes. Il s’agit :
-
d’une part d’une augmentation des phénomènes superficiels liés à une saturation
des sols comme les phénomènes de fluage reptation ou de coulée boueuse ;
-
d’autre part, d’une augmentation de la fréquence des instabilités d’ampleur faible à
moyenne et un accroissement des déplacements sur les évènements de grande
ampleur (Grand-Ilet/ Hell-Bourg).
Par ailleurs, la diminution des écarts thermiques tendra à limiter la « fatigue » des
niveaux de surface due aux sollicitations thermiques cycliques. Cependant,
l’augmentation des périodes de sécheresse tendra à favoriser les phénomènes de
desquamation des terrains de couverture et de façon induite d’instabilités d’ampleur
variable.
Dans une moindre mesure, le renforcement des vents (régime des Alizés, cyclones
plus intenses) devrait avoir une action déstabilisatrice sur les terrains en raison des
contraintes accrues sur la végétation les protégeant.
4.1.2.
Instabilités rocheuses
Les actions déstabilisatrices liées aux sollicitations cycliques générant la fatigue du
matériau et favorisant sa baisse de résistance tendront :
- d’une part à diminuer en ce qui concerne la température, étant donné la tendance à la
réduction des écarts thermiques entre le jour et la nuit ; et d’autre part à augmenter
avec l’accentuation des épisodes de sécheresse favorisant l’altération superficielle et la
déstructuration des niveaux plutôt meubles ;
- à s’intensifier concernant le vent, avec le renforcement des Alizés.
De même les actions violentes dues au vent (déracinement des arbres en paroi
provoquant des chutes de blocs) tendront également à augmenter avec les épisodes
cycloniques extrêmes.
BRGM/RP-59495-FR
107
Par ailleurs, l'augmentation des épisodes pluvieux intenses augmentera les infiltrations
ou résurgences d'eau dans les parois rocheuses pouvant entrainer le basculement
d'écailles de roche.
Bien que les effondrements de grande ampleur (remparts) n’aient pas de relation
directe de cause à effet avec l'intensité des pluies, une augmentation des mouvements
de plus faible ampleur, est à prévoir. Il en est de même avec les phénomènes de
coulées de débris (déboulés) qui se produisent préférentiellement lors d'épisodes
pluvieux intenses.
4.1.3.
Erosion de sol
L'érosion du sol étant directement lié à l'intensité des précipitations (désagrégation des
particules de sol, ruissellement entrainant les particules de sols favorisé par les
phénomènes de battance et saturation des sols, pouvoir érosif du filet d’eau sur les
zones à fortes pentes), une augmentation de ce phénomène est à prévoir. Il touchera
de façon préférentielle les terrains en partie dénudés et vallonnés qui favorisent la
concentration du ruissellement.
Par ailleurs, ce phénomène d’érosion des sols, pourrait être accentué dans la partie
Ouest de l’île où une sécheresse accrue est attendue, pouvant ainsi entraîner d’une
part, plus de feux de forêt, dénudant ainsi les sols, et d’autre part, une dessiccation des
sols pouvant provoquer de petits éboulis accentués par l'action des agents
météoriques.
De plus, une diminution de la couverture végétale protégeant les sols face aux
phénomènes érosifs serait à prévoir due :
-
d’une part, aux actions des vents qui tendront à s’intensifier et de ce fait
augmenteront les contraintes sur le couvert végétal
-
d’autre part, à l’augmentation du niveau de la mer, laissant craindre une
augmentation de la salinisation dans les aquifères côtiers engendrant ainsi
un impact sur la fertilité des sols et leur capacité à y voir se développer la
végétation.
-
enfin, à la sécheresse accrue attendue dans la partie Ouest de l’île.
Toutefois, le climat tendant à se réchauffer, on peut également prévoir une
augmentation de la photosynthèse et donc du couvert végétal tempérant ainsi les
effets négatifs d'érosion de sol.
4.1.4.
Erosion de berge
L'érosion de berge étant directement liée à l'action mécanique de l'eau, une
augmentation des épisodes pluvieux intenses augmentera les épisodes de crues, ce
108
BRGM/RP-59495-FR
qui amplifiera les actions érosives sur les berges d’autant plus qu’elles sont
constituées de matériaux érodables et sont encaissées.
D'autres part, l'augmentation des infiltrations d'eau, favorisera l'altération et donc la
baisse de résistance des matériaux constitutifs des berges.
4.2.
MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA INONDATION
Les inondations étant directement liées aux précipitations, une augmentation des
épisodes pluvieux intenses aura une conséquence aggravante directe sur l'ampleur du
phénomène. On peut s’attendre à une augmentation des crues éclairs et des
phénomènes de lave torrentielle.
De plus, un phénomène aggravant peut être à prévoir avec l'élévation du niveau de la
mer : le phénomène de concomitance d'inondations fluviales et marine. C'est ce qui
peut se produire lors d'évènements extrêmes où la surcote empêche l'évacuation des
rivières à la mer augmentant ainsi les inondations côtières.
4.3.
MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA COTIER
4.3.1.
Erosion côtière
L'élévation du niveau de la mer entrainera une aggravation du phénomène d'érosion.
En effet, la houle atteindra des parties plus élevées du rivage, érodant des zones
jusqu’alors épargnées par les forçages hydrodynamiques.
Par ailleurs, l’élévation du plan d’eau aura pour conséquence un moindre
amortissement des vagues qui déferlent ainsi avec davantage d’énergie sur le rivage,
causant de l’érosion.
De plus, l’augmentation des épisodes pluvieux extrêmes augmentera les infiltrations et
donc la fragilisation des falaises littorales. Cependant, cela permettra également
d’augmenter les apports de sédiments sur la côte.
De même, l'intensification des vents (alizés, cyclones) entrainera :
- un renforcement de la houle cyclonique et de son action érosive sur tous les types
de littoraux ;
- un renforcement de la dérive littorale sur les façades exposées aux alizés et par
conséquent des érosions liées au blocage de ce courant ;
- une augmentation du phénomène de déflation sur les cordons sédimentaires ;
- une augmentation du rôle des embruns sur la fragilisation des roches constitutives
des falaises littorales (haloclastie).
Enfin, la modification du régime des pluies aura une conséquence sur la croissance de
la végétation jouant une protection des terrains littoraux. De même, l’acidification des
océans liée à la dissolution du CO2 dans les océans, affectant les organismes vivants
BRGM/RP-59495-FR
109
sensibles au pH, en particulier les coraux, limiterait la protection qu’ils exercent sur
l’agression des vagues.
4.3.2.
Submersion marine
De manière générale, l'élévation du niveau de la mer lié à l’augmentation de la
température de surface des océans et à la fonte des glaces entrainera d’une part, la
submersion temporaire de nouvelles zones, et d’autre part la submersion permanente
de certaines zones côtières aujourd’hui émergées.
Concernant les différents régimes de houle à La Réunion, les recherches actuelles ne
permettent pas encore de prédire une évolution précise. Les projections du rapport de
Météo-France (2009) n’indiquent pas de bouleversement, si ce n’est une intensification
des houles d’alizés pendant l’hiver austral sur les côtes déjà exposées mais qui n’est
pas quantifiée. Les données d’observations des 20 dernières années de la houle
australe indiquent une légère augmentation de sa fréquence.
Les risques majeurs de submersions extrêmes viendront de la probable augmentation
des phénomènes cycloniques extrêmes de par les houles cycloniques générées mais
aussi par la surcote atmosphérique (rôle de la pression barométrique et des vents de
mer).
De même que pour l’érosion, les protections naturelles que représentent la végétation
et les coraux (atténuation de l’agression des vagues) pourraient être limitées par la
modification du régime des pluies et l’acidification des océans.
4.4.
SYNTHESE DES MODIFICATIONS POTENTIELLES ATTENDUES
SUR LES ALEAS NATURELS
Les connaissances actuelles sur l’évolution du climat et des phénomènes
atmosphériques à l’échelle locale sont encore mal connues. Ce manque de
connaissance rend difficile l’évaluation précise de l’évolution des aléas. Ainsi un degré
de confiance vis-à-vis de la modification de l’aléa a été précisé, qui est directement lié
à la « robustesse » des évolutions climatiques attendues.
Les phénomènes liés à l’augmentation des températures et du niveau de la mer, qui
sont des tendances « robustes » du changement climatique, ont été qualifiés avec un
degré de confiance « fort ».
Quant aux phénomènes liés aux évènements extrêmes (houle cyclonique,
précipitations extrêmes), il est difficile à l’heure actuelle d’établir une tendance fiable
sur ces paramètres climatiques, même si les premières observations tendent à montrer
une augmentation de ces évènements. Ces phénomènes ont donc été qualifiés avec
un degré de confiance faible à modéré. Il en est de même pour les phénomènes liés au
régime des Alizés où des tendances se dégagent mais qui nécessitent un
approfondissement des connaissances.
110
BRGM/RP-59495-FR
Ainsi, les incertitudes sur les phénomènes d’inondations et de mouvements de terrain,
sont directement liées au manque de connaissance concernant l’occurrence et
l’intensité des phénomènes pluvieux extrêmes, et pour les phénomènes côtiers celle-ci
est liée au manque de connaissance sur les régimes de tempête qu’il conviendra
d’approfondir.
Enfin, les phénomènes liés à la baisse des précipitations notamment sur la partie
Ouest de l’île pendant l’hiver austral ont été qualifiés avec un degré de confiance
modéré étant donné, la concordance des modèles quel que soit le scénario envisagé.
Changement du facteur
climatique attendu
ALEA potentiellement
impacté
Modification de l'aléa attendue
Degré de
confiance
GLISSEMENT DE
TERRAIN
Augmentation, des infiltrations
dans le corps du glissement et des
circulations d’eau souterraines
préjudiciables à la stabilité
Faible
Augmentation des phénomènes
superficiels liés à la saturation des
sols qui entraine une perte de
cohésion des niveaux meubles
(coulées de boue, fluage reptation)
Faible
Augmentation de la fréquence des
instabilités d’ampleur faible à
moyenne et un accroissement des
déplacements sur les évènements
de grande ampleur
Faible
INSTABILITES
ROCHEUSES
Augmentation, des infiltrations ou
résurgences dans les parois
rocheuses préjudiciables à la
stabilité pouvant entrainer une
augmentation des phénomènes de
chutes de blocs et coulées de
débris
Faible
EROSION DE BERGE
Augmentation des épisodes de
crues et plus marqués et donc
amplification les actions érosives
sur les berges constituées de
matériaux érodables et d’autant
plus encaissées
Augmentation des épisodes
pluvieux intenses
Augmentation des infiltrations et
donc fragilisation des berges
EROSION DE SOL
INONDATIONS
BRGM/RP-59495-FR
Intensification des phénomènes
érosifs du sol (effet « splash »,
battance, ruissellement)
Intensification des épisodes de
crues et plus marqués
Faible
Faible
Faible
Faible
111
Augmentation des phénomènes de
lave torrentielle
Faible
Augmentation des crues éclairs
Faible
EROSION COTIERE
Augmentation des apports de
sédiments sur la côte
Faible
Augmentation des infiltrations
fragilisant les falaises côtières
Faible
Augmentation de l'intensité
des vents liés au renforcement
des Alizés et une
augmentation des épisodes
cycloniques intenses
GLISSEMENT DE
TERRAIN
Intensification des actions
destabilisatrices du vent sur les
terrains par arrachement du
couvert végétal (effet levier)
Faible
INSTABILITES
ROCHEUSES
Intensification des actions
destabilisatrices du vent
(sollicitations cycliques,
déracinement des arbres en paroi)
Faible
EROSION DE SOL
Augmentation de l'érosion :
augmentation des sols dénudés
par arrachememnt de la végétation
jouant un rôle protecteur
Faible
Augmentation de l'intensité des
vagues et donc des phénomènes
érosifs en période de tempête
Faible
EROSION COTIERE
Augmentation du phénomène de
déflation sur le cordon littoral
Augmentation du phénomène
d’haloclastie (fragilisation de la
roche des falaises par les
embruns)
Faible
Faible
Augmentation des
températures
112
GLISSEMENT DE
TERRAIN
Diminution de la « fatigue » des
niveaux de surface due aux
sollicitations thermiques cycliques
Fort
INSTABILITES
ROCHEUSES
Diminution de la fatigue des
matériaux dues aux sollicitations
thermiques cycliques
Fort
EROSION DE SOL
Augmentation de la photosynthèse
et donc du couvert végétal
protégeant le sol des agents
météoriques
Fort
BRGM/RP-59495-FR
Sècheresse (Ouest de l'île)
GLISSEMENT DE
TERRAIN
desquamation des terrains de
couverture et de façon induite
d’instabilités d’ampleur variable
Fort
INSTABILITES
ROCHEUSES
Augmentation des altérations
superficielles et déstructuration des
niveaux plutôt meubles
Fort
EROSION DE SOL
Augmentation des feux de forêt
laissant les sols dénudés et donc
vulnérables aux actions
météoriques
Modéré
Dessiccation des sols pouvant
provoquer des petits éboulis
accentués par les actions
météoriques
Modéré
EROSION DE SOL
Salinisation des nappes
phréatiques pouvant entrainer la
diminution de la végétation
Fort
INONDATION
Augmentation des zones côtières
inondées
Fort
EROSION COTIERE
Augmentation des zones littorales
érodées par atteinte des parties
plus élevées du rivage
Fort
Diminution de la dissipation de
l’énergie des houles sur le littoral
Fort
Elévation du niveau marin
SUBMERSIONS
MARINES
Augmentation des zones
submergées de façon temporaire
Fort
Création de zones submergées de
façon permanente
Fort
submersion extrêmes
Faible à
Modéré
Augmentation des
phénomènes cycloniques
intenses
SUBMERSIONS
MARINES
Tableau 10 : Synthèse des modifications potentielles attendues sur les aléas naturels par le
changement climatique
BRGM/RP-59495-FR
113
5. Propositions d’indicateurs du changement
climatique, et d’axes d’améliorations des
connaissances
5.1.
PROPOSITIONS D’INDICATEURS PERMETTANT D’EVALUER LE
CHANGEMENT CLIMATIQUE ET SES EFFETS
Un indicateur est une information, associée à un phénomène, permettant d’en indiquer
l’évolution dans le temps, de façon objective, et pouvant rendre compte des raisons de
cette évolution. Un indicateur s’appuie sur une ou plusieurs séries de données
mesurées. Les séries de mesures doivent couvrir une période suffisamment longue
pour dégager une tendance et éliminer les variabilités interannuelles. Un ensemble
d’indicateurs de vulnérabilité face au changement climatique est proposé ci-après.
5.1.1.
Indicateurs climatiques
Température
Suivi de la température moyenne de l’air de façon mensuelle
L’augmentation des températures de l'air est un des signes les plus visibles du
changement climatique. Il importe d'examiner l'ampleur du réchauffement mais aussi
son rythme. La température moyenne est le premier paramètre à étudier.
Suivi de la température de la surface de la mer
Le suivi de la température de la surface de la mer est un paramètre physique essentiel
pour estimer l'évolution des systèmes météorologique et océanique ainsi que leur
couplage.
La répartition des températures de surface est essentielle dans certains phénomènes
comme les phénomènes cycloniques. La fréquence d’apparition de ces phénomènes à
fort impact pourra être étudiée.
Un indicateur a été mis en place à la Réunion permettant la mesure de la température
de la surface de la mer par télédétection haute résolution spatiale. Ces mesures se
font à l’aide de stations de réception des satellites faisant partis du réseau SEASnet
(Surveillance de l’environnement Assisté par satellites) développé par l’IRD, qui
permettent d'accéder à des données satellitaires dont la résolution spatiale est de 1km.
Un radiomètre de satellites météorologiques et environnementaux capte l'émission
infrarouge de la surface de la Terre et calcule à partir de celle-ci la température de
surface de la mer. L’Illustration 64 ci-dessous est un exemple d’image SST-HR,
représentant les températures de surface de la mer. C’est une synthèse de plusieurs
BRGM/RP-59495-FR
115
images centrées à la date du 28 octobre 1999. Ces synthèses sont effectuées
quotidiennement de manière à obtenir une image quotidienne de la température de
surface la plus probable. La série temporelle d’images qui en découle sur un site
donné constitue une base de données à partir de laquelle peut être menée toute étude
sur la dynamique et l’évolution de cet indicateur.
Illustration 64 : température de la surface de la mer – synthèse image du 28/10/1999.
Station de la Réunion (source site ONERC)
Evolution de la mer
Suivi du niveau moyen global des océans
L’élévation du niveau moyen global des océans est une des conséquences attendues
du réchauffement climatique.
L’évolution du niveau moyen des océans est suivi depuis 1993 (avec le satellite
Topex/Poséidon) à partir de données altimétriques satellitales. L’altimétrie par satellite
permet une couverture pratiquement globale des océans, avec une répartition
géographique homogène, et une répétitivité qui permet le suivi au long cours. Le
niveau moyen des mers peut ainsi être mesuré depuis 1993, et poursuivi depuis grâce
aux recouvrements entre les satellites successifs. La mesure du niveau moyen des
océans par altimétrie intègre les deux facteurs principaux de variation du niveau, l’effet
stérique (effet de la température et de la salinité sur le niveau) et les variations de
masses (apport d’eau douce, dont la fonte des glaciers, notamment).
116
BRGM/RP-59495-FR
Suivi de la salinité de surface de la mer
Les variations de la salinité de surface de la mer sont un des signes pertinents qui
permettent de quantifier la variabilité du climat et, en particulier, du cycle de l’eau liée
aux variations naturelles et au changement global.
Pluviométrie
Nombre de jours de précipitations extrêmes
Les jours de pluies intenses semblant tendre à augmenter avec les évènements
extrêmes, il est intéressant de quantifier le phénomène.
Suivi du niveau d'eau dans les aquifères
La diminution de la pluviométrie entrainera une diminution de la recharge en eau des
aquifères.
Suivi du débit dans les rivières
Une baisse globale de la pluviométrie entrainera dans les rivières une diminution
globale des débits, notamment au moment de l’étiage.
BRGM/RP-59495-FR
117
5.1.2.
Indicateurs liés aux risques naturels
Les variations des aléas naturels face au changement climatique peuvent être
observées par le suivi des indicateurs suivants :
118
-
Nombre de phénomènes naturels recensés par typologies et ampleur
-
Evolution de la vitesse des mouvements de grande ampleur
-
Nombre de communes concernées au moins une fois par un arrêté de
catastrophe naturelle
-
Nombre de voies inondées ou rendues impraticables lors de catastrophes
naturelles (inondations, mouvements de terrain, cyclone, submersion côtière
temporaire ou définitive)
-
Nombre d’arrêtés de limitation/interdiction d’utilisation de l’eau sur le
département
-
La sécheresse accrue attendue dans l'Ouest de l'Ile et qui est déjà visible sur
l’ile nécessite de prendre des mesures de restriction qu'il est intéressant de
suivre.
-
Surface incendiée ou détruite suite à des évènements extrêmes
Les évènements extrêmes (sècheresse attendue notamment dans l'Ouest de
l’île ou encore cyclone) peuvent entrainer la destruction des terrains.
-
Suivi de l’état des récifs coralliens
Il s’agit d’un indicateur important du fait de son rôle protecteur sur le littoral face
à l'action dévastatrice des submersions marines.
BRGM/RP-59495-FR
5.1.3.
Suivi des impacts du changement climatique sur différents
secteurs
Suivi des impacts liés au changement de température et du régime des
précipitations
Ecosystème et Biodiversité
Le changement climatique peut avoir une incidence directe sur la biodiversité. Ainsi, un
suivi de la répartition et de l’évolution de la biodiversité peut être intéressant.
Un indicateur a été mis en place à la Réunion permettant le calcul de la concentration
en chlorophylle-a (Chl-a) à partir d’images satellites grâce au réseau SEASnet
développé par l’IRD. En effet, Toutes les algues microscopiques qui composent le
phytoplancton contiennent de la chlorophylle-a. Ce pigment, présent dans tous les
organismes photosynthétiques, présente une absorption relativement forte et faible
respectivement dans les fenêtres spectrales bleues et vertes. L'utilisation de cette
propriété physique conduit au calcul de la concentration en chlorophylle-a (Chl-a) à
partir d'observations satellitaires. Ainsi, en mesurant avec précision la couleur des
océans par l'intermédiaire de satellites spécifiques, nous pouvons avoir une bonne
estimation de la concentration de phytoplancton de la colonne en eau. (Illustration 65).
Illustration 65 : carte des concentrations en Chlorophylle-a issue des données synthétisées sur
une période de 8 jours entre le 08/10/2002 et le 15/10/2002 de la station de réception
satellitaire de l’île de La Réunion (source site ONERC).
BRGM/RP-59495-FR
119
Agriculture – forêt- Pêche
Les modifications des températures, des précipitations, des événements « extrêmes »
(sécheresse, cyclone) peuvent avoir des conséquences directes importantes sur
l'ensemble des productions.
On peut proposer un suivi de la superficie de culture irriguée, la sécheresse accrue
attendue notamment dans la partie Ouest de l’ile entrainant un risque de recours
croissant à l’irrigation. D’autres suivis peuvent être intéressants : suivi des dates de
récoltes pour certaines cultures, suivi de l’occupation des sols, (en effet le changement
climatique peut pousser les stratégies humaines à modifier l’usage des sols, ainsi qu’à
urbaniser les zones agricoles), mise en culture de friche ou de forêt… Un plan
d’occupation des sols permettrait ainsi de suivre ces évolutions.
Energie
L'augmentation des températures aura un impact sur la consommation d’énergie
comme une augmentation des besoins liés à la réfrigération et à la climatisation.
Santé
Le changement climatique avec notamment la modification des températures et du
régime des précipitations pourra affecter la santé humaine. Un suivi de la qualité de
l’air, de l’eau (de baignade et destinée à la consommation humaine et animale), des
vecteurs de pathologies (populations vectorielles de maladies infectieuses, du nombre
d'épidémies ou autres maladies liées aux effets climatiques peuvent être proposées.
Suivi des impacts liés à l’augmentation du niveau de la mer
Ressource en eau
L'augmentation du niveau de la mer, va entrainer une augmentation du risque de
salinisation des aquifères côtiers. Cette évolution pourra être principalement suivie par
la mesure de la conductivité.
Tourisme
Le tourisme est une activité majeure à la Réunion, qui est très développée sur le
littoral. L'élévation du niveau de la mer peut avoir des effets négatifs qui pourraient
menacer de manière importante certaines économies et activités touristiques. Un suivi
de l'évolution de la fréquentation et de flux touristiques pourra être réalisé.
Infrastructures-habitations
De même, l’élévation du niveau de la mer sera particulièrement critique pour les
populations des zones basses, l’évolution du nombre d’habitations et également des
infrastructures sur le littoral pourra être suivie.
120
BRGM/RP-59495-FR
5.1.4.
Synthèse des indicateurs du changement climatique proposés
INDICATEURS CLIMATIQUES
Suivi de la température moyenne de l’air de
façon mensuelle
Température
Suivi de la température de la surface de la
mer
Evolution de la mer
Suivi du niveau moyen global des océans
Suivi de la salinité de surface de la mer
Précipitations
Nombre de jours de précipitations extrêmes
Suivi de la recharge en eau des aquifères
Suivi du débit dans les rivières
INDICATEURS LIES AUX RISQUES NATURELS
Inventaire et suivi des phénomènes naturels
Suivi du nombre de phénomènes naturels par
typologie et ampleur .Suivi de l’évolution de la
vitesse des mouvements de grande ampleur
Arrêté de catastrophe naturelle
Suivi du nombre de communes concernées
au moins une fois par un arrêté de
catastrophe naturelle
Arrêté de limitations/interdiction d’utilisation
de l’eau sur le département
Suivi du nombre d’arrêtés de
limitation/interdiction d’utilisation de l’eau sur
le département
Nombre de catastrophes naturelles
Suivi du nombre de voies inondées ou
rendues impraticables lors de catastrophes
naturelles (inondations, mouvements de
terrain, cyclone, submersion côtière
temporaire ou définitive)
Nombre de surface incendiées ou détruites
suite à des évènements extrêmes
(sécheresse, cyclone)
Etat des récifs coralliens
BRGM/RP-59495-FR
Suivi de l’état des récifs coralliens
121
SUIVI DES IMPACTS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR DIFFERENTS SECTEURS
Suivi des impacts liés aux changements de température et du régime des précipitations
Ecosystème et biodiversité
Indicateur sur la faune et la flore
Suivi de l’évolution des concentrations en
chlorophylle-a (Chl-a) (pigment majeur des
phytoplanctons)
Agriculture – Forêt - Pêche
Superficie de culture irriguée
Suivi des dates de récoltes pour certaines
cultures
Suivi de l’occupation des sols
Energie
Evolution de la demande énergétique
(augmentation de la demande en réfrigération
et climatisation)
Santé
Suivi de la qualité de l’air, de l’eau (de
baignade et destinée à la consommation
humaine et animale), des vecteurs de
pathologies (populations vectorielles de
maladies infectieuses)
Suivi du nombre d’épidémies ou autres
maladies liées aux effets climatiques
Suivi des impacts liés à l’augmentation du niveau de la mer
Ressource en eau
Suivi de la salinité des aquifères
Tourisme
Evolution de la fréquentation et des flux
touristiques
Infrastructures - Habitations
Evolutions du nombre d’habitats et
infrastructures sur le littoral
Tableau 11 : Synthèse des indicateurs du changement climatique
122
BRGM/RP-59495-FR
5.2.
PROPOSITION D’AXES D’AMELIORATION DES CONNAISSANCES
Afin de réduire les incertitudes sur les impacts du changement climatique sur les aléas
naturels, il est nécessaire d’une part d'approfondir les connaissances sur l'évolution
des facteurs climatiques et d’autre part de mieux appréhender quantitativement les
mécanismes des aléas naturels, en particulier la part respective de chaque paramètre.
5.2.1.
Sur l’évolution du climat
Pour se faire, il convient :
-
de réaliser des études plus fines sur l’évolution du régime des alizés qui s’avère
être un axe primordial de recherche pour la compréhension du climat réunionnais
futur (microclimats) ;
-
de développer les recherches concernant l’évolution de l’activité cyclonique en
termes d’intensité, de trajectoire et de fréquence ;
-
de réaliser des études plus approfondies sur l’évolution de l’action des houles
(australe et cyclonique) en termes de période, hauteur et direction, dont l’évolution
des impacts sur le littoral est peu appréhendée à ce jour ;
-
de s’intéresser de plus près à l’impact de l’augmentation de la température de la
surface de l’eau sur la direction des courants et l’intensité des phénomènes
cycloniques ;
-
d’étudier de manière plus précise l’impact de l’acidification des océans sur
l’ensemble des écosystèmes marins et en particulier sur les récifs coralliens
protégeant les littoraux de l’agression des vagues.
5.2.2.
Sur les risques naturels
Plusieurs axes permettraient de mieux évaluer l’impact de l’évolution du climat sur les
risques naturels. Il serait nécessaire de :
-
développer et maintenir les réseaux d'observations de suivi à long terme des
phénomènes naturels afin de disposer des données quantifiées nécessaires à la
mise en relation avec les évolutions climatiques ;
-
mettre en œuvre des modèles numériques permettant de simuler
quantitativement les aléas naturels intégrant les paramètres climatiques sur la base
de scénarios futurs ;
-
réaliser sur la base des réseaux de suivi et des résultats de modélisation des
études de vulnérabilité en s’attachant à la cartographie des zones exposées à un
aléa futur et en proposant des solutions de gestion en terme de mitigation et
d’adaptation au risque futur.
BRGM/RP-59495-FR
123
6. Conclusion
Cette étude préliminaire de l'impact du changement climatique sur les risques naturels
à la Réunion, a permis tout d'abord de dresser un bilan des mécanismes des aléas
mouvements de terrain, inondation et côtiers afin d’expliciter leur sensibilité respective
aux paramètres climatiques identifiés que sont la température, les précipitations, le
vent, la houle et le niveau marin.
En outre, une synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ieme siècle
est proposée. Principalement basée sur le rapport de Météo-France de 2009 sur La
Réunion, elle met en évidence, de manière schématique, une augmentation de la
température ; une légère baisse des précipitations pour la fin du siècle en particulier
dans l’ouest de l’île mais par contre des épisodes pluvieux extrêmes plus nombreux ;
un renforcement des alizés pendant l’hiver austral ; une augmentation du niveau de la
mer et une activité cyclonique moins fréquente mais plus intense.
L'intégration de ces scénarios climatiques permet d'apprécier, en fonction de l’état des
connaissances, les relations de cause à effet sur les mécanismes des phénomènes à
risques. Ainsi,
-
Une augmentation des épisodes pluvieux intenses aurait pour conséquence :
o
Sur les mouvements de terrain : une augmentation des phénomènes de
glissements de terrain avec d’une part, une augmentation des
phénomènes superficiels liés à la saturation du sol (coulée de boue,
phénomènes de fluage-reptation), et d’autre part, une augmentation de
la fréquence des instabilités d’ampleur faible à moyenne et un
accroissement des déplacements sur les évènements de grande
ampleur. Concernant les instabilités rocheuses, un accroissement des
phénomènes de faible et moyenne ampleur serait à prévoir. Il en est de
même avec les phénomènes de coulées de débris (déboulés) qui se
produisent préférentiellement lors d'épisodes pluvieux intenses.
o
Une augmentation des phénomènes érosifs. Pour les sols, ces
phénomènes s’accentueraient de façon préférentielle sur les terrains en
partie dénudés et vallonnés qui favorisent la concentration du
ruissellement. Pour les berges, ils seraient d’autant plus marqués que
celles-ci seront constituées de matériaux érodables et encaissées. Les
falaises littorales, seraient d’autant plus fragilisées par les infiltrations
accrues d’eau.
o
En termes d’inondation, une augmentation des crues éclairs et des
phénomènes de lave torrentielle serait à attendre. De plus, un
phénomène aggravant, le phénomène de concomitance d'inondations
fluviales et marine, peut être à prévoir avec l'élévation du niveau de la
mer.
BRGM/RP-59495-FR
125
-
Une augmentation de l’intensité des vents d’alizés et cycloniques, aurait une
conséquence aggravante sur les phénomènes d’érosion côtière ( intensification
des vagues destructrices en période de tempête, de la dérive littorale et
phénomènes de déflation sur le cordon littoral et d’haloclastie sur les falaises
littorales) ; dans une moindre mesure sur les mouvements de terrain
(accentuation des actions destabilisatrices du vent sur les terrains (arrachement
du couvert végétal jouant un rôle protecteur) et parois rocheuses ( sollicitations
cycliques et déracinement des arbres en paroi) .
-
Une augmentation de la sécheresse dans l’Ouest tendrait à impacter les
phénomènes de mouvements de terrain en favorisant les phénomènes de
desquamation, dissication, et feux de forêt (dénudant ainsi les terrains et les
rendant alors plus vulnérables aux agents météoriques).
-
L’élévation du niveau marin aggraverait les phénomènes d’inondation et de
submersion (augmentation des zones côtières submergées de façon
temporaire et permanente) et phénomènes érosifs (augmentation des zones
littorales érodées par atteintes par les vagues des parties plus élevées du
rivage et risque de salinisation des nappes phréatiques pouvant entrainer la
diminution de la végétation jouant un rôle protecteur pour les sols).
-
Les basses pressions barométriques (influence de cyclones plus intenses)
aggraveraient également les phénomènes de submersions marines et d’érosion
littorale.
-
L’augmentation des températures, aggraverait par ailleurs, les phénomènes
d’érosion côtière en affectant notamment les coraux (l’acidification des océans)
jouant un rôle protecteur vis-à-vis de l’agression des vagues.
Certains de ces effets aggravants sur les aléas naturels, pourraient être atténués par
des effets bénéfiques du changement climatique. Il s’agit essentiellement de
l’augmentation des températures qui, en favorisant la photosynthèse, devraient
accroitre la protection de la végétation sur les terrains (atténuant ainsi les phénomènes
érosifs des sols et les glissements superficiels).
Toutefois, il n’est pas possible de généraliser des tendances d’évolution par type
d’aléa en raison :
-
d’une part, des incertitudes qui pèsent encore sur l’importance du rôle des
paramètres climatiques par rapport aux autres paramètres (géologiques par
exemple) sur les aléas,
-
d’autre part, des incertitudes sur les scénarios climatiques.
Ainsi, il est nécessaire d'approfondir les connaissances sur l'évolution des facteurs
climatiques, et également de mieux appréhender quantitativement les mécanismes des
aléas naturels.
Pour se faire, il est nécessaire de s’attacher notamment au développement des
réseaux d’observations de suivi à long terme des phénomènes naturels ainsi que des
d’outils de modélisation adaptés au contexte réunionnais.
126
BRGM/RP-59495-FR
Un Observatoire Régional des Risques Naturels (ORN) est actuellement en projet à la
Réunion. Celui-ci permettra notamment, de collecter et mutualiser l’information en vue
d’établir un état des lieux et de suivre l’évolution des risques naturels au niveau
régional en terme d’aléa, de vulnérabilité, d’outils et de projets de prévention des
risques. Par ailleurs, il permettra de faire connaitre l’information sur les risques naturels
au plus grand nombre dans l’objectif de développer une culture du risque, d’améliorer
les connaissances sur les risques, de favoriser les échanges d’expérience, les
réflexions méthodologiques, les approches multirisques et le lien entre les acteurs
publics et la recherche, d’évaluer les politiques publiques mises en œuvre et aider à la
décision.
BRGM/RP-59495-FR
127
7. Bibliographie
Bargeas A. (1984) – Apports de la simulation par modèles hydrologiques. Applications
à l'évaluation globale de la ressource en eau de l'île de la Réunion. Thèse de doctorat
en Sciences de la Terre, Université de Bordeaux III, 384 p
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Blangy A., De la Torre Y. et Vaslet E., coll. Mallet C. et Dewez T. (2009) –
Morphodynamique des littoraux de La Réunion. Phase 3 : Suivi et gestion de l’érosion
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altéritiques en vue d’une prise en compte en matière de prévention des risques
naturels – Tranche 2 - (974). Rapport BRGM/RP-59742-FR, 142 p., 78 fig., 24 tab., 5
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Cordier E. (2007) – Dynamique hydrosédimentaire du récif frangeant de
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Université de La Réunion, 193 p.
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Cruchet M. ; Auber B. (2003) – Suivi des glissements d’Hell-Bourg et de Grand-Ilet.
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LaRéunion. Présentation des dispositifs du Maïdo et de Mahavel. BRGM/RP-52939-FR
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27, 80 p., 51 fig., 6 tab., 1 ann.
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Chevalier P., De La Torre Y., Hébert A. et Kaufmant T., coll. Chabalier P-F. (2002)
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cartographie (1/100 000 à 1/50 000) de l'aléa érosion. Rapport BRGM RP-52031-FR
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De la Torre Y. ; coll. Balouin Y. et Dewez T. (2006) – Morphodynamique des littoraux
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et la cartographie des aléas côtiers à La Réunion. Phase 2. BRGM/RP-56589-FR, 36
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contre les inondations – Apllication de la method des dommages évités à la basse vallé
de l’Orb – Ingénieries n°53 – p3 à 20
Françoise L., Garnier C (2009) – « Etude de caractérisation des formations
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naturels » - Rapport RP-57776-FR – 29 p. ; 2 illustrations ; 4 tableaux ; 1 annexe
Garnier C. (2008) – Etude du glissement de terrain de grande ampleur de Grand Ilet,
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Garnier C. ; Lucas E. (2008) – Etude du glissement de terrain de grande ampleur
d’Hell- Bourg, Cirque de Salazie – Ile de La Réunion - Rapport BRGM/RP-56725-FR 76 p, 61 fig. , 3 tab. , 1 ann.
GIEC (2007). Bilan 2007 des changements climatiques. Contribution des Groupes de
travail I, II et III au quatrième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts
intergouvernemental sur l’évolution du climat [Équipe de rédaction principale, Pachauri,
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Centre scientifique et technique
3, avenue Claude-Guillemin
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Tél. : 02 38 64 34 34
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Etude préliminaire de l`impact du changement climatique sur les

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