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Comment les tempêtes extrêmes peuvent reconstituer les plages, pas seulement les éroder


Les tempêtes extrêmes peuvent provoquer une érosion dévastatrice et laisser les maisons en bord de mer vaciller au bord des falaises. Mais notre nouvelle recherche, publiée aujourd’hui, révèle que les tempêtes pourraient également aider à reconstituer les plages en apportant du nouveau sable des eaux plus profondes.

Nous avons étudié trois tempêtes extrêmes en Australie, au Royaume-Uni et au Mexique. L’un d’eux, à Sydney en 2016, a notamment arraché une piscine d’une propriété surplombant la côte.

Pour la première fois, nous sommes en mesure de montrer combien de nouveau sable peut être ajouté à une plage en une seule tempête – plus de 400 000 mètres cubes dans certains cas. Cela équivaut aux volumes typiques de sable que les ingénieurs utilisent pour nourrir artificiellement les plages.

À mesure que le niveau de la mer monte, cette forme naturelle de recharge des plages pourrait être un facteur important pour compenser certains des effets néfastes du changement climatique sur les plages. Pourtant, avec peu de connaissances sur la quantité exacte de sable qui se déplace au large, il est extrêmement difficile de prédire l’avenir des plages dans les décennies à venir.

Maisons endommagées à Collaroy Beach, Sydney à la suite d’une tempête extrême en juin 2016. Laboratoire de recherche sur l’eau de l’UNSW, auteur fourni

Comment les tempêtes extrêmes peuvent reconstituer les plages, pas seulement les éroder

Alors que les tempêtes extrêmes peuvent provoquer une érosion majeure des propriétés en bord de mer, elles peuvent également apporter du nouveau sable provenant d’eaux plus profondes. UNSW Water Research Laboratory, Auteur fourni

Vague après vague

Les violentes vagues de tempête dénudent les plages de sable au-dessus de la ligne de flottaison, ce qui érode souvent les dunes de sable. Dans les eaux plus profondes, cependant, ces mêmes vagues contribuent à remuer les sédiments dormants sur le fond marin. Ce sable est ensuite poussé vers le rivage et se dépose au passage de la tempête.

Pour étudier les trois tempêtes en Australie, au Royaume-Uni et au Mexique, nous avons utilisé des équipements de surveillance à haute résolution, notamment des avions bimoteurs, des drones et des jet-skis équipés d’un échosondeur pour mesurer le fond marin.

Comment les tempêtes extrêmes peuvent reconstituer les plages, pas seulement les éroder

L’équipe d’enquête britannique mesure les volumes de sable le long de la côte des Cornouailles. Université de Plymouth, Auteur fourni

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Une combinaison d’équipements de levé à haute résolution a été utilisée pour mesurer les changements sur la plage. Université de Plymouth, Auteur fourni

En Australie, nous avons mesuré Narrabeen Beach à Sydney. Au Royaume-Uni, nous avons suivi l’impact de plusieurs tempêtes au cours des hivers 2013-2014 et 2015-2016, sur la plage de Perranporth en Cornouailles. Et dans le nord-ouest du Mexique, nous avons enregistré l’impact de l’hiver 2018-2019 sur la plage de La Mision.

Dans la vidéo accélérée ci-dessous, vous pouvez voir à quelle vitesse l’eau peut empiéter sur les maisons en bord de mer lors de tempêtes extrêmes. Sous la surface de l’eau, cependant, d’énormes volumes de sable se déplacent également.

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Un laps de temps d’érosion côtière sévère à Narrabeen-Collaroy Beach (sud-est de l’Australie) lors de la dépression de la côte est de juin 2016. Source : Mitchell Harley (fourni par l’auteur)

En capturant les changements tridimensionnels des fonds marins pour chaque événement, nous avons pu quantifier pour la première fois les volumes précis de sable mobilisés lors de ces tempêtes extrêmes.

Pour donner une indication de l’ampleur du changement de plage, la quantité de sable ajoutée à la plage résultant des périodes de tempête était de l’ordre de 100 mètres cubes pour chaque mètre de longueur de plage – c’est comme 20 camions à benne déversant du sable sur chaque mètre – large bande.

Comme les plages s’étendaient sur plusieurs kilomètres, cela représentait 130 000 mètres cubes pour la plage de La Mision, 400 000 mètres cubes pour Narrabeen et 420 000 mètres cubes pour Perranporth.

La vidéo accélérée ci-dessous montre la plage de Wamberal lors d’une tempête en 2020. Bien qu’elle n’ait pas été incluse dans notre étude, c’est un autre excellent exemple de la façon dont les grandes vagues de tempête provoquent des changements brusques sur les plages.

Source : Laboratoire de recherche sur l’eau de l’UNSW (fourni par l’auteur)

Repenser l’érosion côtière

La manière exacte dont un littoral pourrait changer en raison de l’élévation du niveau de la mer est une question clé à laquelle sont confrontés les gestionnaires côtiers, alors qu’ils planifient les impacts croissants du changement climatique.

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat prévoit que le niveau mondial de la mer augmentera jusqu’à 76 centimètres d’ici 2100, dans le cadre d’un scénario d’émissions intermédiaires où les températures mondiales augmenteront de 2,1 à 3,5℃.

La réponse de la côte à l’élévation du niveau de la mer a déjà été estimée à l’aide d’une approche connue sous le nom de règle de Bruun. Cette règle stipule que pour un mètre donné d’élévation du niveau de la mer, le littoral devrait reculer d’environ 20 m à plus de 100 m, en fonction de la pente de la côte.

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Le chercheur de l’UNSW, Chris Drummond, lance un drone pour surveiller la plage de Sydney. Laboratoire de recherche UNSW, Auteur fourni

En utilisant la règle de Bruun, l’élévation mondiale du niveau de la mer causée par le changement climatique devrait entraîner la perte de près de la moitié des plages de sable du monde d’ici 2100. Cependant, tous les scientifiques côtiers ne partagent pas ce point de vue.

Qu’il n’y ait aucun doute : l’élévation du niveau de la mer est une conséquence tragique du changement climatique et constitue une menace existentielle pour de nombreuses communautés côtières, en particulier pour les nations insulaires du Pacifique.

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La plage de La Mision au Mexique, nous avons une journée calme. Au cours de l’hiver 2018-2019, des recherches ont révélé que les tempêtes avaient poussé 130 000 mètres cubes de nouveau sable dans le système de plage. Université autonome de Basse-Californie, Auteur fourni

Ce que nos nouvelles recherches confirment, c’est que l’approche de la règle de Bruun est trop simpliste, car elle ne prend pas en compte les nombreux facteurs locaux complexes sur la façon dont les plages individuelles réagissent à l’élévation du niveau de la mer.

Cela inclut la quantité de sable stockée dans les eaux plus profondes immédiatement au large de la côte et son potentiel de reconstitution des plages lors d’événements météorologiques extrêmes.

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Comprendre comment le sable se déplace le long de la côte est essentiel pour une meilleure planification côtière. UNSW Water Research Laboratory, Auteur fourni

Améliorer les prévisions dans un avenir incertain

Bien que cette recherche ne se soit concentrée que sur trois séquences de tempêtes extrêmes, elle montre que la compréhension de la façon dont les sédiments se déplacent le long de la côte est fondamentale pour planifier les impacts du changement climatique.

Il existe deux façons d’améliorer considérablement les prévisions à long terme des changements côtiers dans cet avenir incertain :

  1. intensifier les efforts de cartographie des fonds marins pour savoir combien de sédiments sont actuellement stockés dans les eaux côtières plus profondes
  2. augmentation de la surveillance côtière de routine de l’ensemble du système côtier, des dunes de sable jusqu’aux eaux plus profondes. Ceci est actuellement effectué par les observatoires côtiers du Royaume-Uni.

Une meilleure compréhension des mouvements de sable au large des côtes, combinée à la modélisation informatique, permet de mieux prévoir les futurs rivages. Cela donnera aux gestionnaires côtiers les informations nécessaires pour prendre des décisions de planification à long terme cruciales pour les communautés.

CC BY-ND 4.0

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