Tsunamis : étude de cas au niveau de la côte méditerranéenne française Modélisation numérique. Rapport intermédiaire

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1 Tsunamis : étude de cas au niveau de la côte méditerranéenne française Modélisation numérique Rapport intermédiaire BRGM/RP-76-FR Décembre 7

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4 Mots clés : tsunamis, modélisation, glissements de terrain, sismo-tectonique, Méditerranée Occidentale, incertitude En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Pedreros R. et Poisson B. (7). Tsunamis : étude de cas au niveau de la côte méditerranéenne - Modélisation numérique des tsunamis. BRGM/RP-76-FR, 7 p., fig., tabl., ann. BRGM, 7, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

5 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Synthèse Dans le cadre du Plan Séisme, l Etat français a confié au BRGM l étude «Tsunamis : étude de cas au niveau de la côte méditerranéenne française». Ce projet fait l objet d une convention Ministère français de l Ecologie, du Développement et de l Aménagement Durables et BRGM n CV 9. Ce rapport intermédiaire présente la simulation numérique des tsunamis susceptibles d affecter le littoral méditerranéen français, c est-à-dire les côtes des régions Corse, Languedoc-Roussillon, et Provence-Alpes-Côte d Azur. Il fait suite à une première phase dédiée à l identification et la caractérisation des sources tsunamigéniques potentielles d origine sismique (Terrier, 7), liées à des mouvements de terrain côtiers (Marçot et al., 7) ou sous-marins (Cattaneo, 7). Dans un premier temps, la méthodologie utilisée pour simuler les tsunamis est présentée. Par la suite, une analyse de la sensibilité des résultats par rapport aux données bathymétriques utilisées est effectuée. Celle-ci montre qu une erreur maximale de % est faite sur la hauteur crête-à-creux des vagues près du rivage lorsque la couverture haute résolution spatiale est bonne. Dans les zones côtières où ces données sont absentes et où des données basse résolution ont dû être introduites, cette erreur maximale passe à %. Ainsi, Les données topo-bathymétriques utilisées sont adaptées à la détermination de l exposition aux tsunamis de l ensemble des côtes françaises méditerranéennes avec une échelle de restitution étant au mieux au / ème. Par contre, la qualité de la bathymétrie petit fond et de la topographie à terre (résolution et précision de l altitude) ne permettent pas de modéliser correctement l inondation induite par le tsunami. Le code de calcul retenu pour les simulations est GEOWAVE. Il est conforme à l état de l art dans ce domaine. Ce code, amélioré au BRGM pour les besoins de ce projet, a été testé sur les tsunamis historiques ayant atteint les côtes françaises méditerranéennes. Au total, 9 scénarios ont été simulés pour avoir une première vision de l exposition de ce littoral aux tsunamis. Ces scénarios couvrent des événements dit «rares» (scénario MAX, fréquence de plusieurs milliers d années) et «communs» (cas MOY, fréquence de plusieurs centaines d années). Les résultats de chacune de ces simulations sont détaillés dans ce rapport : Les 8 scénarios de séismes tsunamigéniques dont événements historiques indiquent que les amplitudes des vagues les plus élevées concernent les séismes lointains produits au large du Maghreb. Elles sont supérieures à m en plusieurs points du littoral Provence-Alpes-Côte d Azur (scénarios MOY), avec un temps d arrivée d environ hmin après le séisme. Néanmoins, le scénario d un séisme proche localisé au large de la côte d Azur, peut lui-aussi BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

6 produire localement des vagues de plus de m d amplitude à proximité du littoral, et ce avec un temps d arrivée de moins de minutes. Les scénarios de mouvement gravitaires sous-marins (dont un cas historique) montrent, en particulier les scénarios MOY, l arrivée de vagues de plusieurs mètres dans des secteurs ponctuels de la côte (quelques centaines de mètres et exceptionnellement quelques kilomètres de linéaire côtier). De plus, outre le littoral de la Côte d Azur déjà réputé pour son exposition au risque tsunami, les simulations montrent que certaines parties du golfe du Lion soumises à des instabilités sous-marines très volumineuses ( km en moyenne), peuvent créer des tsunamis avec, localement, des amplitudes de vagues de plusieurs mètres. La simulation du tsunami généré par un effondrement de falaise montre que la zone affectée est très limitée, l amplitude maximale des vagues au rivage ne dépassant pas m avec des temps d arrivée proches de minutes. On rappelle que ces résultats reposent sur la base de scénarios de périodes de retour très vraisemblablement supérieures à quelques centaines d années, voire peut-être milliers d années. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

7 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Sommaire. Introduction CADRE DE L ETUDE GENERALITES ET RAPPELS SUR LE PHENOMENE TSUNAMI...7. Données topo-bathymétriques et influence sur les résultats des simulations de tsunamis..... DONNEES UTILISEES ET CONSTRUCTION DES MNT Données bathymétriques Données topographiques Densité du maillage Construction des grilles MNT..... INCERTITUDES LIEES A LA BATHYMETRIE Influence de l erreur d interpolation du MNT Influence de la densité du maillage.... Notes sur les simulations numériques CODE DE MODELISATION NUMERIQUE UTILISE EMBOITEMENTS CAPTEURS Indications fournies par les capteurs Relation à la source..... RESULTATS DES SIMULATIONS.... Tsunamis historiques..... TSUNAMI DE BOUMERDES Source Grilles bathymétriques Tsunami initial Résultats..... TSUNAMI DE MER LIGURE Source...9 BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

8 ... Grilles bathymétriques Tsunami initial Résultats..... TSUNAMI DE L AEROPORT DE NICE Source Grille bathymétrique Tsunami initial Résultats.... Tsunamis potentiels d origine sismique PARAMETRES DES SEISMES-SOURCES ZONE : MARGE NORD-LIGURE SCENARIO MAX-MOY ZONE : RIF, TELL ET MARGE NORD-MAGHREBINE SCENARIO MAX_MOY ZONE 9 : BASSIN DE L'EMPURDAN, DU ROUSSILLON ET ZONE AXIALE PYRENEENNE SCENARIO MAX_MOY Tsunamis potentiels liés à des glissements gravitaires sous-marins ZONE : CORSE OUEST SCÉNARIO MOD ZONE 7 : NICE-VINTIMILLE SCÉNARIO MAX ZONE 8 : CANYON DE LACAZE-HERAULT SCENARIO MOD Tsunamis causés par des effondrements de falaise Conclusion Bibliographie Annexe - Simulations des scénarios de tsunamis d origine sismique avec paramètres maximaux... ZONE : MARGE NORD-LIGURE SCENARIO MAX_MAX... ZONE : RIF, TELL ET MARGE NORD-MAGHREBINE SCENARIO MAX_MAX9 ZONE 9 : BASSIN DE L'EMPURDAN, DU ROUSSILLON ET ZONE AXIALE PYRENEENNE SCENARIO MAX_MAX... Annexe - Simulations des scénarios de tsunamis liés à des glissements gravitaires sous-marins maximaux BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

9 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale ZONE : CORSE NORD-NORD-OUEST SCÉNARIO MAX...9 ZONE : CORSE OUEST SCÉNARIO MAX... ZONE : CORSE SUD-OUEST SCÉNARIO MAX...9 ZONE : CORSE EST SCÉNARIO MAX... ZONE 6 : CORSE, RIDE PIANOSA SCÉNARIO MAX...8 ZONE 6 : CORSE, RIDE PIANOSA SCÉNARIO MOD... ZONE : RIDE DU VAR SCENARIO MAX... ZONE : ANTIBES SAINT-TROPEZ SCENARIO MAX...6 ZONE : CANYON D ESTOCADE CASSIDAIGNE SCENARIO MAX... ZONE : CANYON DU GRAND RHONE SCENARIO MAX... ZONE 6 : P-G RHÔNE INTERFLUVE SCÉNARIO MAX... ZONE 7 : CANYON DE SETE SCENARIO MAX...8 ZONE 8 : CANYON DE LACAZE-HERAULT SCENARIO MAX...6 ZONE 9 : INTERFLUVE AUDE-HERAULT SCENARIO MAX...66 ZONE 9 : INTERFLUVE AUDE-HERAULT SCENARIO MOD...68 ZONE : CANYON DU CAP CREUS SCENARIO MAX...7 Liste des illustrations Figure Schéma de propagation d un tsunami depuis le milieu profond jusqu à la côte (source : Figure Caractéristiques des tsunamis au niveau du rivage...9 Figure Ensemble des sondes bathymétriques contenues dans les dalles Histolitt des côtes méditerranéennes françaises (en rouge), et couverture des données IFREMER à m (en bleu)... Figure MNT de la Méditerranée occidentale issu de GEBCO (maillage de x )... Figure Construction des MNT principaux. Les tailles de mailles sont indiquées en mxm... BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire 7

10 Figure 6 Exemple d erreurs ponctuelles d interpolation supérieures à m en valeur absolue (croix rouges) au contact des données du SHOM (points verts) et d IFREMER (points noirs) Figure 7 Distribution des erreurs de l interpolation obtenues par validation croisée (histogrammes). La courbe rouge correspond aux fréquences cumulées (associées à l axe des ordonnées à droite) Figure 8 Localisation des zones dépourvues de bathymétrie haute résolution (A). MNT construit en utilisant les données GEBCO dans les zones de lacunes (B)... 7 Figure 9 Carte des différences des élévations maximales du plan d eau entre la simulation de référence et la simulation sur bathymétrie perturbée à [- m ; + m] Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre calculée à l aéroport de Nice et à Antibes pour la simulation de référence et les simulations sur bathymétries perturbées (résolution 8 m).... Figure Elevation maximale de la surface libre, obtenue en simulant le scénario MAX_moy de la zone sur le même MNT de résolutions respectives 7 m, m et 8 m (de haut en bas)... Figure Séries temporelles de l élévation de la surface libre en trois capteurs situés près de la côte d Antibes, à trois profondeurs différentes : - m, - m et - m.... Figure Profil d élévation (en m) de la surface libre, d Antibes au large (P), tracé à instants différents pour les trois simulations réalisées sur le même MNT respectivement échantillonné à 7, et 8 m... Figure Profil d'élévation (en m) de la surface libre, de Cannes au large (P), tracé à instants différents pour les trois simulations réalisées sur le même MNT respectivement échantillonné à 7, et 8 m... Figure Cotes de la surface libre (en m) obtenues lors du calcul du tsunami initial généré par le séisme de Boumerdes, respectivement suivant les paramètres de Yelles et al. () en haut, et Meghraoui et al. () en bas.... Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue au cours des simulations du tsunami de Boumerdès sur la grille à 8 m... Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue au cours des simulations du tsunami de Boumerdès sur la grille suréchantillonée à m, aux Baléares Figure 8 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue au cours des simulations du tsunami de Boumerdès sur la grille à m, en France... 7 Figure 9 Série temporelle de la cote de la surface libre, pour le tsunami de Boumerdes, calculée aux sites d observations (données marégraphe Ibiza : Instituto Español de Oceanografía)... 8 Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial généré par le séisme du février 887 en mer Ligure, pour les deux sources testées.... Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue au cours des simulations du tsunami de mer Ligure de 887, sur la grille à m, pour les deux sources testées.... Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue au cours de la simulation du tsunami de mer Ligure de 887, sur la grille à 8 m (France) BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

11 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Figure Série temporelle de la cote de la surface libre, pour le tsunami de mer Ligure 887, calculée en sites des Alpes-Maritimes et à Monaco (Source, grille à 8 m).... Figure Série temporelle de la cote de la surface libre, pour le tsunami de mer Ligure 887, calculée en sites des côtes italiennes, pour les deux sources testées (grille à m).... Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami Nice Aéroport, 979 (grille à 8 m)....6 Figure 6 Zoom de la figure précédente sur la zone du premier glissement (localisation indiquée sur la figure précédente)....6 Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le tsunami Nice aéroport 979 (grille à 8 m)...7 Figure 8 Zoom de la figure précédente, autour de la source, et localisation des capteurs...7 Figure 9 Série temporelle de la cote de la surface libre, pour le tsunami de Nice 979, calculée aux points d observation localisés sur la figure précédente....9 Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX_moy de la zone (grille à 7 m)....6 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_moy de la zone (grille à 7 m)...6 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_moy de la zone (grille à 8 m)...6 Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_moy de la zone...66 Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX_moy de la zone (grille à m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_moy de la zone (grille à m)...69 Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_moy de la zone (grille à m)...69 Figure 7 Séries temporelles de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_moy de la zone, de Marseille et Menton....7 Figure 8 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX_moy de la zone 9 (grille à 7 m)....7 Figure 9 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_moy de la zone 9 (grille à 7 m)...7 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_moy de la zone 9 (grille à 8 m)...7 Figure Série temporelle de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_moy de la zone 9, calculée aux sites les plus exposés du Golfe du Lion...7 Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MOD de la zone (grille à 7 m) BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire 9

12 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone (grille à 7 m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone (grille à 8m, secteur nord)... 8 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone (grille à 8 m, secteur sud) Figure 6 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MOD de la zone sur le secteur nord Figure 7 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MOD de la zone sur le secteur sud... 8 Figure 8 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone 7 (grille à 7 m) Figure 9 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 7 (grille à 7 m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 7 (grille à m, secteur nord)... 8 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 7 (grille à m, secteur sud) Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MOD de la zone 8 (grille à m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone 8 (grille à m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone 8 (grille à 8 m, secteur centre) Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone 8 (grille à 8 m, secteur sud) Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone 8 (grille à 8 m, secteur est)....9 Figure 8 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MOD de la zone Figure 9 Positionnement du secteur concerné par l effondrement à Cap Nègre (source Géoportail-IGN) Figure 6 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial généré par l éffondrement potentiel de la falaise à Cap Nègre (grille à m)... 9 Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue en cas d éboulement de la falaise à Cap Nègre (grille à m)...9 Figure 6 Séries temporelles de la cote de la surface libre en cas d éboulement de la falaise à Cap Nègre Figure 6 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX_max de la zone (grille à 7 m)... BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

13 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone (grille à 7 m)... Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone (grille à 8 m centrée sur les Alpes-Maritimes).... Figure 66 Séries temporelles de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_max de la zone...6 Figure 67 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone (grille à 8 m centrée sur la côte occidentale de la Corse)....7 Figure 68 Séries temporelles de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_max de la zone, secteur corse....8 Figure 69 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX_max de la zone (grille à m)....9 Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone (grille à m)... Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone (grille à m)... Figure 7 Séries temporelles de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_max de la zone, de Marseille et Menton.... Figure 7 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX_max de la zone 9 (grille à 7 m).... Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone 9 (grille à 7 m)... Figure 7 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX_max de la zone 9 (grille à 8 m)... Figure 76 Série temporelle de la cote de la surface libre, pour le scénario MAX_max de la zone 9, dans le Golfe du Lion.... Figure 77 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m)...9 Figure 78 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m)... Figure 79 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m, nord de la Corse)... Figure 8 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m, nord-ouest de la Corse)... Figure 8 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone... Figure 8 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m)... Figure 8 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m)... Figure 8 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m)...6 BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

14 Figure 8 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure 86 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m) Figure 87 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure 88 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m, secteur nord)... Figure 89 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m, secteur sud).... Figure 9 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone.... Figure 9 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure 9 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure 9 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m) Figure 9 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure 9 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone 6 (grille à 7 m) Figure 96 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 6 (grille à 7 m) Figure 97 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 6 (grille à m).... Figure 98 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure 99 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MOD de la zone 6 (grille à 7 m)... Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone 6 (grille à 7 m).... Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m, secteur ouest) BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

15 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m, secteur est)...8 Figure 7 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone...9 Figure 8 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m)... Figure 9 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à m).... Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone... Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone (grille à 7 m)... Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m).... Figure : Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone... Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone 6 (grille à 7 m)... Figure 6 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 6 (grille à 7 m)....6 Figure 7 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure 8 : Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone 7 (grille à 7 m)...8 Figure 9 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 7 (grille à 7 m)....9 Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone 8 (grille à 7 m)...6 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 8 (grille à 7 m)....6 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 8 (grille à m, secteur ouest)...6 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 8 (grille à m, secteur centre)...6 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 8 (grille à m, secteur est)...6 Figure 6 Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

16 Figure 7 Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone 9 (grille à 7 m) Figure 8 Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone 9 (grille à 7 m) Figure 9 Série temporelle de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MOD de la zone 9 (grille à 7 m) Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MOD de la zone 9 (grille à 7 m) Figure Cote de la surface libre (en m) obtenue lors du calcul du tsunami initial du scénario MAX de la zone... 7 Figure Elévation maximale du plan d eau (en m) obtenue pour le scénario MAX de la zone (grille à 7 m) Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre pour le scénario MAX de la zone Liste des tableaux Tableau Principales caractéristiques de GEOWAVE... 8 Tableau Paramètres du séisme Boumerdès... Tableau Comparaison des temps d arrivée (Δt), hauteurs crête-à-creux (Δh) et périodes (θ) entre observations (reportées par Alasset et al. (6) et marégraphe d Ibiza) et simulations réalisées dans le cadre de cette étude... 8 Tableau Paramètres séisme mer Ligure Tableau Comparaison des amplitudes extrêmes de vague (Δh) entre les observations extraites de la BD Tsunami (base de données des tsunamis historiques, BRGM-MEDAD, 8) et la simulation réalisée sur les côtes françaises et à Monaco (Source, grille de résolution de 8 m)... Tableau 6 Comparaison des amplitudes extrêmes de vague (Δh) entre les observations extraites de la BD Tsunami (base de données des tsunamis historiques, BRGM-MEDAD, 8) et les simulations réalisées sur les côtes italiennes (Sources et, grille de résolution de m). Les intervalles des valeurs simulées sont indiqués lorsque la variation entre pixels voisins est importante... Tableau 7 Paramètres des deux glissements «Nice aéroport 979»... Tableau 8 Comparaison des écarts arrivée-t (t), hauteurs de vague (h) et périodes () entre les observations reportées par Assier-Rzadkiewicz et al. () ettinti et al. () et la simulation réalisée dans le cadre de cette étude BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

17 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Tableau 9 Paramètres des séismes tsunamigéniques des zones étudiées en Méditerranée occidentale. Les paramètres en italique correspondent aux scénarios MAX_max. Les grandeurs énumérées sont décrites dans le texte....6 Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX_moy...67 Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX_moy...7 Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 9, pour le scénario MAX_moy...7 Tableau Scénarios retenus pour les simulations et caractéristiques des grilles de calcul Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MOD...8 Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX Tableau 6 Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 8, pour le scénario MOD...9 Tableau 7 Paramètres de la simulation de l effondrement à Cap Nègre...9 Tableau 8 Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre libre en cas d éboulement de la falaise à Cap Nègre Tableau 9 Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX_max... Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs corses de la zone, pour le scénario MAX_max...8 Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX_max... Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 9, pour le scénario MAX_max... Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX.... Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX....8 Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX.... Tableau 6 Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX....7 Tableau 7 Temps d arrivée (Δt), altitude des capteurs, cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) et hauteur d inondation atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 6, pour le scénario MAX.... Tableau 8 Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX....9 BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

18 Tableau 9 Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX.... Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX.... Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 6, pour le scénario MAX Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 7, pour le scénario MAX Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone 8, pour le scénario MAX Tableau Temps d arrivée (Δt), cotes minimale (Zmin) et maximale (Zmax) atteintes par la surface libre aux capteurs de la zone, pour le scénario MAX Liste des annexes Annexe - Simulations des scénarios de tsunamis d origine sismique avec paramètres maximaux... Annexe - Simulations des scénarios de tsunamis liés à des glissements gravitaires sous-marins maximaux BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

19 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale. Introduction.. CADRE DE L ETUDE Ce rapport concerne la simulation numérique des tsunamis qui pourraient potentiellement affecter le littoral méditerranéen français, c est-à-dire les côtes des régions Corse, Languedoc Roussillon, et Provence-Alpes-Côte d Azur. Il fait suite à une première phase dédiée à l identification et la caractérisation des sources tsunamigéniques potentielles : - d origine sismique, sur l ensemble du bassin méditerranéen occidental (Terrier 7) - liées à des mouvements de terrain côtiers ou sous-marins, au niveau du littoral français ainsi qu au large de ces côtes, sur le plateau et le talus continental (Cattaneo 7, Marçot et al. 7) Cette étude s articule en parties principales décrivant : - les données topo-bathymétriques utilisées, la méthode de construction du MNT et une analyse de la sensibilité des résultats des simulations par rapport aux incertitudes liées à la bathymétrie ; - la méthodologie ainsi que le code numérique employés pour simuler les tsunamis ; - les résultats des simulations des événements historiques de référence - les résultats des simulations pour les tsunamis potentiels causés par des séismes et des glissements de terrain sous-marin et sub-aérien... GENERALITES ET RAPPELS SUR LE PHENOMENE TSUNAMI Un tsunami (du japonais tsu : port et nami : vague) correspond à une série de vagues provoquée par une action mécanique brutale et de grande ampleur au niveau d une mer ou d un océan. Ces actions sont le plus souvent d'origine tectonique, volcanique ou liées à des glissements de terrain mais un impact météoritique peut aussi en être la cause. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire 7

20 Suite à leur génération, les tsunamis se propagent dans toutes les directions, parfois sur plusieurs milliers de kilomètres, jusqu à atteindre les côtes. Seuls les tsunamis les plus importants inondent ces dernières. Les tsunamis peuvent ainsi être décrits selon phases : la génération, la propagation et l inondation. A la phase de génération, les tsunamis se caractérisent par des périodes (T, durée entre deux vagues consécutives) allant de quelques minutes (généralement liés à des glissements terrain) à plus d une heure lorsqu ils sont causés par des événements tectoniques majeurs. Les longueurs d onde associées (L, distance entre deux vagues consécutives) peuvent alors varier de plusieurs dizaines à quelques centaines de km. Bien souvent, L est largement supérieure à la profondeur (P). Dans ce cas, les tsunamis obéissent à la théorie des «ondes longues» qui prévoit une vitesse de propagation (V) homogène sur toute la tranche d eau. V peut être alors approchée par la relation : V = g P où g correspond à l accélération terrestre (9.8). Ainsi en se propageant vers la côte, l onde rencontre des profondeurs de plus en plus faibles en faisant chuter sa vitesse : par exemple, de 9 km/h à 7 m de profondeur à 6 km/h à m de profondeur (Figure ). Cela implique également une diminution de L (L = VxT). Comme la quasi-totalité de l énergie transportée par le tsunami est conservée lors de sa propagation, cela implique l augmentation des hauteurs des vagues en eau peu profonde (étape de gonflement). Figure Schéma de propagation d un tsunami depuis le milieu profond jusqu à la côte (source : 8 BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

21 Modélisation numérique des tsunamis en Méditérranée Occidentale Domaine Terrestre Domaine Marin Hauteur de Run-up Limite d inondation Hauteur inondation Amplitude crête Hauteur crête-à-creux Zone inondée Profondeur d inondation Niveau de la mer avant le tsunami () Amplitude creux Figure Caractéristiques des tsunamis au niveau du rivage. Il existe un seuil, défini par le rapport entre la hauteur des vagues et la profondeur de l eau, au-delà duquel les vagues déferlent en contribuant à la dissipation de l énergie. A noter que la hauteur des vagues correspond à la somme de l amplitude de la crête et l amplitude du creux (hauteur crête-à-creux, Figure ). Dans le domaine marin, l amplitude d une crête équivaut à l élévation maximale du plan d eau au passage de la vague. L inondation du domaine terrestre dépendra des caractéristiques du tsunami près du rivage (amplitude, période et longueur d onde des vagues) et de la topographie côtière. En cas d inondation, le tsunami ne se comporte plus comme une onde mais comme un torrent qui sera plus ou moins chenalisé par la topographie et d éventuelles rivières ou canaux. Il interagira également avec la végétation, les ouvrages et le bâti côtiers. La limite d inondation, correspondant à l enveloppe de l excursion maximale de l eau dans le domaine terrestre, permet de caractériser cette zone inondée. On parle de hauteur du run-up et de profondeur d inondation (ou distance d inondation) comme étant respectivement l altitude et la distance horizontale de la limite d inondation par rapport au niveau de la mer avant le tsunami. Localement, on peut également s intéresser à la hauteur (ou épaisseur) d inondation qui équivaut à la différence entre les altitudes du plan d eau et celle du terrain. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire 9

22 Il est à noter que les mécanismes de génération des tsunamis peuvent être plus complexes et que des interactions existent entre les différentes sources (tectonique, volcanique, glissements de terrain, ). Par exemple, un séisme de faible magnitude peut provoquer un glissement sous-marin de grande ampleur à l origine d un tsunami dévastateur. Enfin, à proximité du rivage, les tsunamis subissent des phénomènes comme la diffraction, la réflexion, la dissipation par frottement et déferlement, le piégeage d ondes (ondes de coin), etc. qui accentueront ou diminueront les effets des vagues en fonction de la physiographie locale. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

23 . Données topo-bathymétriques et influence sur les résultats des simulations de tsunamis Ce chapitre présente dans un premier temps, les différentes données bathymétriques et topographiques utilisées dans cette étude et la méthode utilisée pour construire les MNT. Dans un deuxième temps, une analyse est effectuée sur l influence des incertitudes liées aux données topo-bathymétriques sur les résultats des simulations... DONNEES UTILISEES ET CONSTRUCTION DES MNT... Données bathymétriques Les données bathymétriques utilisées proviennent du SHOM, d IFREMER et de la base données internationale GEBCO. Données du SHOM (HISTOLITT) HISTOLITT est un produit numérique organisé en dalles de x contenant les sondes bathymétriques réalisées (et qualifiées) par le SHOM (Figure ). La mise à disposition de ces données a fait l objet d une convention spécifique à l étude entre le BRGM et le SHOM. Les informations extraites sont issues de la base du SHOM mise à jour le 8 février 6. Ces données concernent le plateau continental Languedoc-Roussillon, Provence-Alpes-Côte d Azur et Corse (sondes en rouge dans Figure ). La résolution spatiale maximale de ces sondes est de l ordre de m près de la côte. D une façon générale la densité de ces données est bonne pour des profondeurs allant de m jusqu en bordure du plateau continental ( m). BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

24 Figure Ensemble des sondes bathymétriques contenues dans les dalles Histolitt des côtes méditerranéennes françaises (en rouge), et couverture des données IFREMER à m (en bleu). BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

25 Données IFREMER Dans le cadre d une convention BRGM/IFREMER, l IFREMER a mis à la disposition du BRGM des données bathymétriques maillées à une résolution spatiale de m du domaine marin au large des côtes françaises (sondes en bleu dans Figure ). Les données couvrent les profondeurs supérieures à 8 mètres. En outre, dans le cadre d un projet coopératif associant des instituts de recherche, océanographiques et hydrographiques et le comité Géosciences Marines de la CIESM, l IFREMER a réalisé un MNT échantillonné au pas de km des bassins occidental et oriental de la Méditerranée. Ce fichier est disponible auprès de l IFREMER depuis mi- 6. Il a été mis à disposition du BRGM dans le cadre de cette étude. GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans), est soutenu par l organisation hydrographique internationale (IHO), par les Nations Unies (UNESCO) ainsi que par la commission océanographique intergouvernementale (IOC). Les informations bathymétriques contenues dans GEBCO résultent d une compilation à l échelle du globe de sondages bathymétriques et de données issues de l altimétrie satellitale. Elles sont délivrées gratuitement auprès de La taille des pixels est x. Une extraction a été réalisée pour le domaine couvrant l ensemble du bassin méditerranéen occidental (Figure ). Figure MNT de la Méditerranée occidentale issu de GEBCO (maillage de x ).... Données topographiques Les données topographiques utilisées proviennent de deux sources : BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

26 - données issues de la BD topo IGN (maillage de m), pour les côtes françaises - données issues de SRTM (Shuttle Radar Topography Mission, maillage de 9 m), pour les côtes voisines de la France.... Densité du maillage Dans le choix de densité du maillage de la bathymétrie, il faut tenir compte de la longueur d onde des tsunamis considérés. Dans le cas des modèles Boussinesq comme GEOWAVE, les travaux antérieurs montrent que les vagues sont bien décrites avec un minimum de à nœuds par longueur d onde (Grilli et Watts, 999 ; Woo et Liu, ). Les longueurs d ondes les plus faibles traitées dans cette étude correspondent aux tsunamis initiés par des mouvements de terrain. Les valeurs minimales sont alors de m dans la zone de génération et m à proximité du rivage (profondeur d environ m). Dans ces cas, des mailles respectivement de m ( nœuds/longueur d onde) et de 8 m ( nœuds/longueur d onde) peuvent être utilisées avec le modèle GEOWAVE. Pour les tsunamis d origine sismique, les longueurs d onde dans la zone de génération étant au minimum de km, la densité du maillage à m issu des données GEBCO correspond à nœuds par longueur d onde et la condition requise est également respectée (Grilli et Watts, 999 ; Woo et Liu, ).... Construction des grilles MNT L ensemble des calculs a été effectué sur des grilles exprimées en coordonnées métriques Mercator universel (décalage de pour x et y ; latitude et méridien de référence étant respectivement l Equateur et Greenwich ; ellipsoïde WGS8). Les différentes sources de données topo-bathymétriques ont été utilisées pour construire grilles principales qui servent de base aux simulations des tsunamis (Figure ). La résolution spatiale de ces grilles varie de x m pour les plus grossières à 8x8 m pour les plus précises (régions Languedoc-Roussillon, PACA et Corse). A ces grilles principales s ajoutent des grilles spécifiques : - d une résolution de x m adaptée à la simulation d un événement causé par l effondrement d une falaise (la longueur d onde des vagues étant ici proche de km) - et de résolution 8 x 8m, 6 x 6m et x m adaptées au tsunami historique de Boumerdès. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

27 Modélisation numérique des tsunamis en Méditerranée Occidentale 8 x 8 x 7 x 7 x - Figure Construction des MNT principaux. Les tailles de mailles sont indiquées en mxm. Sur les secteurs où plusieurs sources de données coexistent, seules les données à plus haute résolution ont été utilisées dans la construction des grilles MNT. Les MNT ont été fabriqués en utilisant le logiciel Surfer (Golden Software) par la méthode de triangulation par interpolation linéaire. Le choix de cette méthode d interpolation tient au fait que la plupart des données utilisées sont déjà maillées et au grand nombre de valeurs considérées (environ 7 millions). La qualité des données interpolées par cette méthode a été testée par validation croisée. Cette technique consiste à enlever une à une les données mesurées pour ensuite les prévoir à partir de l interpolation des données voisines. Les erreurs de la validation croisée (résidus) sont ensuite obtenues en soustrayant les valeurs prédites aux valeurs mesurées. Cette procédure a permis de localiser des erreurs ponctuelles très importantes (supérieures à m en valeur absolue) à la frontière des données du SHOM et d IFREMER (voir exemple Figure 6). Cela est dû à la combinaison de données de sources différentes et de types différents : maillés et sondes. Les zones de contacts étant alors très irrégulières. Une fois localisés, ces points erronés ont été supprimés et une nouvelle interpolation effectuée. La Figure 7 présente les résidus obtenus après validation croisée aux nouvelles grilles (8x8 m) interpolées. On obtient une distribution des erreurs centrée sur. Les erreurs les plus fréquentes se situent entre -. m et +. m. Pour 8 % données, l erreur est comprise entre - et + m. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

28 Figure 6 Exemple d erreurs ponctuelles d interpolation supérieures à m en valeur absolue (croix rouges) au contact des données du SHOM (points verts) et d IFREMER (points noirs). Erreur Interpolation Fréquences Fréquences cumulées Fréquence (%) Intervalles Figure 7 Distribution des erreurs de l interpolation obtenues par validation croisée (histogrammes). La courbe rouge correspond aux fréquences cumulées (associées à l axe des ordonnées à droite). 6 BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

29 Lacunes dans les données La Figure 8A (polygones en rouge) répertorie les secteurs dépourvus de toute information bathymétrique haute résolution (SHOM et IFREMER) : au large de la Ciotat, à l est de Toulon et au niveau de la Rade d Hyères. Sur la Corse, une lacune est également observée au large du Cap Corse. Pour pallier ces lacunes, les données GEBCO (mailles d environ.9x. km à cette latitude) présentes dans ces secteurs ont été utilisées dans la construction des MNT haute résolution (Figure 8B). Les erreurs introduites par l utilisation de ces données grossières dans l interpolation correspondent aux valeurs extrêmes de la Figure 7 (proches des bornes - et + m). A B Figure 8 Localisation des zones dépourvues de bathymétrie haute résolution (A). MNT construit en utilisant les données GEBCO dans les zones de lacunes (B). BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire 7

30 .. INCERTITUDES LIEES A LA BATHYMETRIE L influence de la bathymétrie sur les résultats de simulation est traitée sous deux aspects, en considérant : - l erreur liée à l interpolation des données - la densité du maillage utilisé dans les calculs... Influence de l erreur d interpolation du MNT Pour quantifier l influence des erreurs d interpolation au niveau des résultats, nous avons choisi d utiliser le tsunami de Nice 979 comme événement de référence sur lequel nous procédons à l analyse de l influence du MNT. L événement de Nice 979 s est imposé pour ces tests pour raisons principales : - c est l événement historique ayant généré les vagues les plus importantes au niveau des côtes méditerranéennes françaises. Les observations faites à l époque ont servi a valider la simulation de référence. - il existe dans cette zone une bonne densité de données haute résolution (pas de lacunes dans les données) - ce tsunami a été initié par un glissement gravitaire. Les vagues générées possèdent des longueurs d ondes très faibles comparées aux vagues générées par les séismes. Or les vagues ayant de faibles longueurs d onde sont plus sensibles à la bathymétrie que les autres. Nous avons donc réalisé trois simulations du tsunami de Nice 979 : - une simulation de référence, réalisée sur la grille bathymétrique élaborée et contrôlée selon la méthode exposée en.. (résolution spatiale de 8 m) ; - une simulation en introduisant, sur chaque nœud de la grille bathymétrique utilisée pour le calcul, une perturbation aléatoirement comprise entre - m et + m ; 8% des données présentent en effet une erreur située dans cet intervalle. - une simulation en introduisant, sur chaque nœud de la grille bathymétrique utilisée pour le calcul, une perturbation aléatoirement comprise entre - m et + m, ceci afin de tenir compte de l erreur liée à l introduction des données GEBCO là où il y a absence des données de haute résolution spatiale. 8 BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

31 La Figure 9 présente la différence entre les élévations maximales du plan d eau issues de la simulation de référence et de la simulation sur bathymétrie perturbée à [- m ; + m]. L écart moyen entre ces deux simulations est inférieur à cm. Les différences les plus importantes, positives et négatives, se situent à proximité des côtes. Celles-ci dépassent rarement les cm. 9 Nice Villefranche 8 Saint-Laurent Aeroport Port-Clapage Port-Vauban -. 7 Antibes Figure 9 Carte des différences des élévations maximales du plan d eau entre la simulation de référence et la simulation sur bathymétrie perturbée à [- m ; + m]. Une autre visualisation de ces différences est présentée Figure. Elle correspond à l extraction des séries temporelles de la cote de la surface libre calculée au niveau de l aéroport de Nice et d Antibes. Nous faisons également apparaître dans ces graphiques la série correspondante à la simulation sur la bathymétrie perturbée à [- m ; + m]. On peut remarquer que, sur ces deux capteurs : - il n y a pas d écart sensible dans le temps d arrivée du tsunami ; - un écart maximal de % dans l amplitude de la crête de la vague principale sur les deux capteurs pour la bathymétrie perturbée à [- m ; + m]. Il est de BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire 9

32 -% (Antibes) et -% (Nice) pour la bathymétrie perturbée à [- m ; + m]. Pour ces capteurs situés à des profondeurs faibles, l influence de la perturbation bathymétrique sur le calcul du tsunami est forcément très importante (les profondeurs des capteurs extraites des différentes bathymétries sont indiquées dans les légendes). Aéroport de Nice.. bathymétrie non perturbée bathymétrie perturbée +/-m bathymétrie perturbée +/-m [z = -. m] [z = -. m] [z = -7.8 m] temps(min) Antibes.. bathymétrie non perturbée bathymétrie perturbée +/-m bathymétrie perturbée +/-m [z = -. m] [z = -. m] [z = -. m] temps(min) Figure Séries temporelles de la cote de la surface libre calculée à l aéroport de Nice et à Antibes pour la simulation de référence et les simulations sur bathymétries perturbées (résolution 8 m).... Influence de la densité du maillage L influence de la densité du maillage a été étudiée sur un tsunami calculé sur un MNT de résolution 7 m, en le modélisant à nouveau sur ce même MNT suréchantillonné à m puis 8 m. On s assure ainsi que la bathymétrie est strictement la même d une résolution à l autre, modulo la densité du maillage. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire

33 L élévation maximale atteinte par la surface libre varie, selon la résolution, au voisinage des côtes (Figure ). Les séries temporelles de la cote de la surface libre extraites en trois capteurs situés près d Antibes, à des profondeurs respectives de -, - et - m, sont tracées pour les trois résolutions de MNT (Figure ). On constate que la densité du maillage influe peu sur le temps d arrivée du tsunami. Celle-ci se manifeste essentiellement sur l amplitude des vagues et notamment pour de faibles profondeurs. Pour les deux premières vagues simulées à et 8 m de résolution, la forme et l amplitude sont très similaires à des profondeurs de - m et - m, et commencent à se distinguer à une profondeur de - m. Dans ce cas, l amplitude maximale de la vague principale diffère de % entre la simulation à m de résolution et celle à 8 m. Cet écart relatif d amplitude atteint 8% lorsqu on compare les simulations de résolution de 7 m et de 8 m. La comparaison de ces trois simulations est également menée en traçant des profils de la surface libre, indiqués sur la Figure en P (Antibes) et P (Cannes), à des instants différents, pour les trois résolutions (Figure, Figure ). Sur le profil tiré depuis Antibes, on constate tout d abord que le tsunami semble en avance (environ m) et trop faible dans la simulation à 7 m, mais qu il a une forme similaire dans les simulations à et 8 m (Figure ). Étant donnée la longueur d onde de la vague qui arrive à la côte ( à km), la grille à 7 m ne peut de manière évidente pas la décrire correctement. On remarque également un écart de forme de vague entre les simulations à et 8 m ; le manque de définition du MNT à m explique bien les différences observées (onde décrite en 7 nœuds environ dans la simulation à m, à min). Sur le profil tiré depuis Cannes, les différences de forme et d amplitude du tsunami selon la résolution apparaissent plus nettement encore (Figure ). A nouveau, compte tenu des longueurs d onde des vagues à la côte, seule une résolution de 8 m peut bien décrire le tsunami. En revanche, un surcroît de résolution ne changerait pas beaucoup les résultats. BRGM/RP-76-FR Rapport intermédiaire