Comment calcule t-on la submersion ?

 
 

Index d'articles

  1. Prévenir le risque
  2. Qu’appelle-t-on « le risque » ?
  3. Les Plans de Prévention des Risques Submersion Marine
  4. Les PPRSM du Bassin d’Arcachon
  5. Qui fait quoi ?
  6. Comment calcule t-on la submersion ?
  7. Les enjeux humains : un recensement exhaustif
  8. Les principes du zonage et du règlement
  9. La concertation sur le PPR Submersion Marine

 

Un PPR est basé sur une submersion majeure. Les études pour qualifier le plus précisément possible cette submersion - appelée « aléa » de référence » - ont duré plusieurs années.

Des études historiques pour déterminer « l’événement de référence »

La tempête Xynthia, évènement historique le mieux documenté…

Afin de pouvoir déterminer l’aléa de référence (et par prolongement, celui de 2100), un travail de recherches historiques et scientifiques visant à mieux qualifier les épisodes précédents a été mené par le CEREMA (Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement).

Les événements très anciens, s’ils sont connus pour avoir occasionné d’importants dégâts, ne bénéficient pas d’une documentation précise.

Les submersions récentes - et tout particulièrement Xynthia - sont en revanche suffisamment documentées, notamment grâce :

  • au marégraphe d’Arcachon-Eyrac
  • à la bouée en mer au large du Cap-Ferret
  • aux forces des vents analysées depuis les instruments météorologiques

 

marégraphe
Bouée du Cap Ferret
(source SHOM)
 Le marégraphe d’Eyrac
 affichait 3,48m/NGF lors de Xynthia
(source Cerema - DTecEMF)
 Bouée du Cap Ferret

 

> PPRSMBA-Etude historiqueBassin Rapport définitif - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 3,14 Mb

… mais d’ampleur insuffisante pour servir de « référence scientifique »

Toutefois, Xynthia ne représente pas un événement de niveau centennal (ayant 1 probabilité sur 100 de se reproduire chaque année). Elle est considérée comme de « gravité moyenne ». Le PPR Plan de prévention des risques devant s’appuyer sur un événement au moins centennal, il a donc fallu le simuler en partant de données historiques existantes.

 

m/NGF : définitions

La notation « m/NGF » fait référence à la hauteur en mètres selon le « nivellement général de la France (NGF) ». Le niveau 0 est déterminé par le marégraphe de Marseille. Son élaboration par l’Institut Géographique National a nécessité de calculer, entre 1962 et 1969, pas moins de 450 000 repères, et ce uniquement pour la France métropolitaine.

La naissance du phénomène au large …

Pour calculer la submersion marine de référence, il faut déjà connaître la hauteur des vagues au large, avant qu’elles ne rentrent dans le Bassin.

Cette définition de la hauteur d’eau au large est basée sur :

  • le niveau marin au large, estimé selon le coefficient de marée, il prend également en compte la pression atmosphérique qui peut jouer sur la hauteur de l’eau (on parle de surcote atmosphérique). Pour réaliser ce calcul, les données de la bouée au large de Cap-Ferret ont notamment été exploitées, donnant une hauteur d’eau située entre 2,40 et 2,59 mètres ; un niveau de 2,41 m/NM est retenu.
  • la hauteur des vagues en fonction de l’orientation et l’intensité du vent, pouvant aller de moins de 1 mètre à plus de 10 mètres. Il a été retenu une hauteur de vagues de 7 mètres, avec un vent orienté ouest (270°) soufflant à 13,2 mètres/seconde.

Des hauteurs d'eaux mesurées en temps réel

graphique marées

mesures en temps réel de la bouée du Cap Ferret

 

La prise en compte du changement climatique

Le calcul de l’aléa « de référence » intègre une marge supplémentaire de 20 cm. Cette hauteur correspond à la montée des eaux due au réchauffement climatique. Pour le calcul de ce même aléa à l’horizon 2100, une rehausse de 40 cm a encore été ajoutée. Les experts internationaux s’accordent, pour leur part, sur une augmentation du niveau marin de 60 cm d’ici la fin du XXI° siècle.

…puis sa propagation dans le Bassin d’Arcachon …

Une fois défini le niveau au large, il a fallu étudier la façon dont l’eau entre dans le Bassin. Un logiciel informatique permet de calculer les volumes d’eaux, en tenant compte du fond marin, du courant, des vents, … pour que cette simulation soit au plus proche de la réalité : c’est ce que l’on appelle la modélisation numérique.

Les études des tempêtes Klaus (24/01/1999) et Xynthia (28/02/2010) ont montré que l’impact d’une submersion était relativement homogène sur l’ensemble du Bassin. Toutefois, la direction du vent peut avoir des influences : le plan d’eau ne reste pas strictement plat d’un bout à l’autre du Bassin.

Le croisement de ces données a permis de déterminer un niveau au rivage allant de 3,61 m/NGF(Passe Nord) à 3,98 m/NGF (Biganos).

Une marge supplémentaire de 15 cm permettant de prendre en compte les différents niveaux d’incertitude. Il y a en effet toujours une marge à intégrer dans le cas de simulations complexes ; la norme nationale habituelle recommande même un ajout de 25 cm.

Cette étude a été menée par le BRGM en partenariat de recherche avec la DDTMDirection départementale des territoires de la mer de la Gironde de novembre 2011 à janvier 2014.

> PPRSMBA_Alea_Rapport-intermediaire_BRGM_RP-61408-FR - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 6,19 Mb

… puis dans les terres…

Une méthode de propagation « dynamique » a été retenue pour prendre en compte :

  • les volumes d’eaux entrants, qui peuvent varier selon les secteurs,
  • les pentes et dénivelés des terrains bien sûr, mais aussi tout élément pouvant avoir une influence sur la circulation de l’eau : routes, voies ferrées, occupation du sol…

Cette étude, consécutive à la précédente et également réalisée par le BRGM et partenariat avec la DDTMDirection départementale des territoires de la mer 33, s'est achevée en avril 2016.

> PPRSMBA_Alea_Rapport-final_BRGM_RP-64807-FR - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 18,14 Mb

Le dossier cartographique associé contient les cartes d'aléa mais aussi les hauteurs d'eau et les vitesses d'écoulement pour différents scénarios.

> PPRSMBA_Alea_Dossier_Cartographique_intro_et_annexes_1_a_4_BRGM_RP-64807-FR-2 - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 41,61 Mb

> PPRSMBA_Alea_Dossier_Cartographique_annexes_5_a_8_BRGM_RP-64807-FR-2 - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 37,82 Mb

> PPRSMBA_Alea_Dossier_Cartographique_annexes_9_a_18_BRGM_RP-64807-FR-2 - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 38,29 Mb

…et si les digues rompaient ?

Le risque zéro n’existe pas, un ouvrage de protection peut toujours rompre. Ainsi, un ouvrage considéré aujourd’hui comme pérenne peut - pour de multiples raisons - rompre lors d’un événement exceptionnel. La question de la prise en compte des ouvrages présents sur le Bassin d’Arcachon a été longuement étudiée.

Témoignage sur la rupture de la digue en 1944 (Christian RABA)

L’eau passant alors par la brèche coule à grande vitesse, entrainant de nombreux matériaux, ce qui provoque un danger accru pour les biens et les personnes. Pour en tenir compte, une bande de précaution de 50 mètres est systématiquement définie à l’arrière d’un ouvrage de protection.

 

digue graveyon rompue

 

 

 

 

 

 

 

Digue de Graveyron à Audenge après Xynthia (Observatoire Côte Aquitaine)

 

Le cadrage méthodologique national

La circulaire du 27 juillet 2011 définit les conditions de prise en compte des ouvrages de protection. Chaque ouvrage pouvant être considéré comme pérenne doit notamment faire l’objet :

  • d’un classement réglementaire (A,B,C,D, en particulier selon le nombre de personnes situées derrière l’ouvrage),
  • d’un dispositif de gestion, de surveillance d’entretien durable permettant de garantir sa solidité sur le long terme,
  • d’une étude de danger, pour diagnostiquer en détail la solidité de l’ouvrage et les éventuels travaux de confortement.

Il s’agit in fine de déterminer la solidité de chaque ouvrage dans le cas de l’événement de référence retenu. Deux cas peuvent se présenter :

  1. soit l’ouvrage est considéré comme globalement pérenne et seules des brèches sont simulées,
  2. soit l’ouvrage n’est pas pérenne, il est alors « effacé » (on fait comme s’il n’existait pas) dans la simulation de la propagation.

> Circulaire du 27-JUILLET-2011 - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 0,37 Mb

La réalisation des Plans de Prévention des Risques Littoraux, et en particulier des PPR Plan de prévention des risques Inondation par submersion marine, s'appuie également sur un guide méthodologique élaborée par le Ministère de l'Écologie, du Développement Durable et de l'Énergie en mai 2014.

> Guide PPRL version-finale-mai-2014 - format : PDF sauvegarder le fichiersauvegarder le fichier - 18,47 Mb