Les violentes tempêtes côtières pourraient contribuer à protéger les plages de l’élévation du niveau de la mer

Puissante tempête océanique côtière

Selon une nouvelle étude, les phénomènes météorologiques extrêmes pourraient en fait contribuer à protéger les plages contre l’impact de l’élévation du niveau de la mer, en apportant du sable neuf provenant d’eaux plus profondes ou de plages voisines.

Les images qui suivent les violentes tempêtes côtières se concentrent généralement sur les dégâts considérables causés aux plages, aux dunes, aux biens et aux infrastructures environnantes.

Cependant, une nouvelle étude internationale a montré que les événements climatiques extrêmes pourraient contribuer à protéger les plages de l’impact de l’élévation du niveau de la mer – en apportant du nouveau sable provenant d’eaux plus profondes ou de plages voisines.

L’étude, dirigée par le Dr Mitchell Harley du Laboratoire de recherche sur l’eau de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), est publiée aujourd’hui (12 mai 2022) dans le journal Nature Communications Earth & ; Environment.

“Nous savons que les tempêtes extrêmes provoquent une érosion côtière majeure et des dommages aux propriétés en bord de mer”, déclare le Dr Harley.

“Pour la première fois, nous avons examiné non seulement la surface de l’eau, où les impacts des tempêtes extrêmes sont faciles à voir, mais aussi les profondeurs de l’eau”.

“Nous avons découvert que des centaines de milliers de mètres cubes de sable pénétraient dans ces systèmes de plage au cours de ces événements, ce qui est comparable à ce que les ingénieurs utilisent pour nourrir artificiellement une plage.

“Cela pourrait potentiellement suffire à compenser certains des impacts de l’élévation du niveau de la mer provoquée par le changement climatique, comme le recul des côtes, et ce, sur plusieurs décennies à long terme”.

“C’est une nouvelle façon d’envisager les tempêtes extrêmes”.

Vague après vague

En collaboration avec des chercheurs de l’université de Plymouth et de l’université autonome de Basse-Californie, l’étude a porté sur trois côtes d’Australie, du Royaume-Uni et du Mexique. Chacune a été soumise à une séquence de tempêtes extrêmes ou de groupes de tempêtes prolongés, suivie d’une période plus douce de récupération des plages.

En Australie, les chercheurs ont étudié la plage de Narrabeen, à Sydney, à la suite d’une tempête de 2016 qui a notoirement arraché une piscine d’une propriété surplombant le littoral.

En utilisant des mesures à haute résolution de la plage et des fonds marins, ils ont pu montrer que les gains de sédiments étaient suffisants pour compenser théoriquement des décennies de recul prévu du littoral.

“Pour la première fois, nous avons pu mobiliser des équipements de surveillance spécialisés pour obtenir des mesures vraiment précises avant et après une tempête”, explique le Dr Harley.

” Nous avons utilisé une combinaison d’un avion bimoteur équipé d’un scanner Lidar, de drones et de jet-skis faisant des allers-retours le long de la plage pour prendre des mesures sous la surface juste avant et après le passage de la tempête “.

“C’est ainsi que nous avons pu obtenir une image précise du volume de sable en mouvement pour chaque tempête.”

Au Royaume-Uni, les chercheurs du groupe de recherche sur les processus côtiers de l’Université de Plymouth ont étudié la plage de Perranporth en Cornouailles depuis 2006 en combinant des relevés topographiques mensuels de la plage et des relevés bathymétriques quasi-annuels.

Ici, l’impact des hivers extrêmes de 2013/14 et 2015/16 a entraîné des pertes très importantes de sable de la plage intertidale et du système de dunes. Cependant, en examinant le budget total de sable, y compris la partie sous-marine de la plage, on a observé qu’en 2018, la plage avait gagné 420 000 mètres cubes (14 800 000 pieds cubes) de sable.

“Nous ne sommes pas tout à fait sûrs que ce sable supplémentaire soit venu du large ou du coin de la rue, ou même des deux, mais nous comprenons maintenant que les vagues extrêmes peuvent potentiellement contribuer positivement au budget de sable global, même si elles provoquent l’érosion de la partie supérieure de la plage et des dunes”, a déclaré le professeur Gerd Masselink, qui dirige le groupe de recherche sur les processus côtiers.

Règle de Bruun

L’ampleur exacte de la modification d’un littoral due à l’élévation du niveau de la mer est une question clé à laquelle sont confrontés les gestionnaires des zones côtières, qui doivent se préparer aux impacts croissants du changement climatique.

Dans le passé, cette variation a été estimée à l’aide d’une approche simple connue sous le nom de règle de Bruun. Cette règle stipule que pour un mètre donné d’élévation du niveau de la mer, le trait de côte devrait reculer d’environ 20 à 100 mètres, en fonction de la pente de la côte.

En utilisant la règle de Bruun, on prévoit que l’élévation du niveau de la mer causée par le changement climatique entraînera un recul important ou la perte de près de la moitié des plages de sable du monde d’ici la fin du siècle

“La règle de Bruun a toutefois été critiquée pour sa simplicité, car elle ne prend pas en compte les nombreux facteurs complexes de la réaction des plages individuelles à l’élévation du niveau de la mer”, a déclaré le professeur Masselink.dit.

“Cela inclut la présence de sable stocké dans des eaux plus profondes immédiatement au large de la côte – et son potentiel à être mobilisé lors d’événements climatiques extrêmes.”

Selon le Dr Harley, ces résultats soulignent que les tempêtes extrêmes doivent être prises en compte dans les projections à long terme des mouvements de sédiments sur les plages.

“Cela renforce encore le fait que nous devons vraiment faire une compréhension plage par plage de la façon dont nos plages vont changer au fur et à mesure que l’élévation globale du niveau de la mer se poursuit.”

Regarder au-delà de l’œil du cyclone

Selon le Dr Harley, il y a si peu de mesures du fond marin au large de nos côtes qu’il est difficile de dire quelle quantité de sable pourrait potentiellement être mobilisée à l’avenir.

Bien que ces résultats ne proviennent que de trois séquences de tempêtes extrêmes, ils peuvent changer la façon dont les gens peuvent comprendre l’avenir à long terme de nos côtes.

“Nous ne faisons que gratter la surface ici. Nous devons répéter ces types de mesures de surveillance pour un plus grand nombre de tempêtes et différents types de milieux côtiers dans diverses conditions”, ajoute-t-il.

“Ce n’est qu’à ce moment-là que nous pourrons avoir une idée plus précise de la quantité de sable stockée au large des côtes qui pourrait potentiellement contribuer à amortir les impacts de l’élévation du niveau de la mer – et une image plus claire de ce à quoi nos plages pourraient ressembler en 2100 et au-delà.”

Référence : “Une seule séquence de tempête extrême peut compenser des décennies de recul du littoral prévu par l’élévation du niveau de la mer” 12 mai 2022, Nature Communications Terre & ; Environnement.
DOI: 10.1038/s43247-022-00437-2

Financement : Australian Research Council, Natural Environment Research Council, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, University of California Institute for Mexico and the United States, Natural Environment Research Council.

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