Suivi pérenne de l évolution du trait de côte à La Réunion vers une intégration dans le SOERE «trait de côte»

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1 Suivi pérenne de l évolution du trait de côte à La Réunion vers une intégration dans le SOERE «trait de côte» Objectif de la demande Ce projet s inscrit dans la perspective d une démarche qualité et de pérennisation des mesures des dynamiques des formations littorales effectuées depuis les années 90 sur les côtes réunionnaises. Dans le cadre d une collaboration avec l OSU-IUEM, cette demande vise à préparer l inscription du suivi du trait de côtes à La Réunion dans un système d observation et d expérimentation au long terme dédié à la recherche en environnement (SOERE). Les SOERE mettent en réseaux des observations et des systèmes d observation de l environnement déployés sur des sites différents. «Un SOERE peu être décrit comme un système organisé en réseau composé d un ensemble de dispositifs élémentaires d observation ou d expérimentation, «noeuds» du dispositif, portant sur le même objet ou partageant des paramètres observables et mesurables communs à tous les sites du réseau. L acquisition de ces paramètres, leur mesure, le traitement et l archivage des données sont effectués de manière sécurisée, pérenne et continue, à partir de chaque «noeud». Ces réseaux facilitent l accès aux données disponibles et rendent plus lisible les activités d observation de chaque structure. L Alliance nationale de recherche pour Environnement (AllEnvi) qui regroupe les grands organismes de recherche français est en charge de leur évaluation, leur structuration, leur labellisation et leur suivi s inscrit dans le cadre des stratégies nationales menées par le gouvernement français en application au Grenelle de l Environnement. Elle relève de la stratégie nationale de recherche et d innovation (SNRI). Un SOERE «trait de côte» a été labellisé en 2011 par l ALLEnvi. Il est actuellement porté par l UMR 6143 CNRS-Universités de Caen et de Rouen «Morphodynamique Continentale et Côtière» (M2C), OSU IUEM Université de Bretagne Occidentale Laboratoire Domaines Océaniques (LDO) UMR 6538 et l OSU OREME UMS 3282 CNRS. L objectif de cette demande est de préparer l intégration des mesures réalisées à la Réunion dans ce SOERE. 1- Description du SOERE «trait de côte» Actuel : 1.1/ Description de l activité en cours (extrait du document de demande de labellisation auprès d ALLENVI ( )) Il s agit d engager une stratégie de suivi de l évolution du littoral français par le biais de mesures réalisées à l aide d outils et de méthodes permettant de déterminer la position planimétrique et altimétrique du trait de côte en incluant ses domaines adjacents (avant-côte et zone arrièrelittorale). L objet «trait de côte» est défini comme l interface entre la terre et la mer, matérialisée sur le terrain par une limite morphologique nette comme une microfalaise dunaire ou une rupture de pente dont la cote altimétrique correspond au niveau des plus hautes eaux. Le trait de côte constitue de fait la frontière entre le domaine continental pouvant être utilisé/occupé de manière pérenne par l Homme et le domaine marin, en permanence ou périodiquement couvert et découvert par la marée. L étude du trait de côte, en perpétuel mouvement, nécessite de connaître la topographie à la

2 fois de la zone située immédiatement en arrière pouvant être érodée et l espace en avant de celui-ci, sujet également à des évolutions altimétriques marquées. L étude des mouvements du stock sédimentaire à la fois longitudinalement et transversalement au trait de côte est essentielle à la compréhension de sa dynamique. Cette analyse doit donc s étendre nécessairement aux domaines adjacents (plages et avant-côtes, systèmes dunaires contigus). Elle doit être nécessairement associée à des mesures hydrodynamiques fondamentales (marée et agitation) permettant d interpréter directement, ou indirectement à l aide de modèles numériques, les évolutions constatées sur tout le domaine étudié. 1.2/ Structure actuelle du système en réseau et observatoires élémentaires Le réseau tel que proposé à la labellisation auprès de l INSU en 2010 est structuré par façade à l échelle de la France métropolitaine. Il s appuie sur des Services d Observations considérés comme des observatoires élémentaires du SOERE et regroupant plusieurs sites-ateliers. Ce dispositif permet de couvrir les caractéristiques des différentes façades littorales françaises où des mesures de suivi de l évolution des côtes sont souvent engagées depuis de nombreuses années. Chaque site atelier est constitué de systèmes d observations locaux (SO) inscrits ou non dans un OSU. Ces SO font en parallèle une demande de labellisation via l INSU. Sur la façade Manche-Mer du Nord, le réseau s appuie sur le projet CLAREC (SO «DYnamique du trait de Côte SO-DYC labellisé INSU en janvier 2011). Sur la façade méditerranéenne le SO «Littoral Trait de côte» (SO-LTC) structure les différentes équipes impliquées dans l étude de la dynamique sédimentaire et du trait de côte. Sur la façade Atlantique, notamment en Bretagne, l IUEM de Brest et l Université de Bretagne Sud (UBS) s appuient sur le SO DYnamique MOrphosédimentaire et VULnérabilité (SO-DYMOVUL). Pour la zone atlantique Centre et Sud, l OSUNA dont les équipes travaillent sur les côtes de Vendée depuis plusieurs années intègrera le SOERE d ici deux ans, après avoir obtenu une labellisation en tant que SO. Le laboratoire EPOC de l Université de Bordeaux 1 est partie prenante dans le réseau au travers de ses activités d observations menées sur le littoral Aquitain, notamment de part et d autre de l embouchure du bassin d Arcachon. Les SO LTC et DYMOVUL ont déposé une demande de labellisation INSU en / Equipes impliquées en 2011 Laboratoires porteurs : UMR 6143 CNRS-Universités de Caen et de Rouen «Morphodynamique Continentale et Côtière» (M2C) 24 rue des tilleuls CAEN franck.levoy@unicaen.fr OSU - IUEM Université de Bretagne Occidentale Laboratoire Domaines Océaniques (LDO) UMR 6538 Place Copernic PLOUZANE Christophe.delacourt@univ-brest.fr OSU OREME UMS 3282 CNRS cc 60 Place Eugène Bataillon Montpellier cedex 5 frederic.bouchette@gm.univmontp2.fr Laboratoires impliqués : Laboratoire d Océanologie et de Géosciences (LOG) UMR CNRS 8187 Université du Littoral Côte d Opale 32 Ave Foch Wimereux Contact : arnaud.hequette@univ-littoral.fr Centre de Recherche en Environnements Côtiers Station Marine de Luc-sur-Mer 54 rue Charcot, Luc-sur-Mer Contact : emmanuel.desaint-leger@unicaen.fr Géosciences-Montpellier, UMR 5243 cc 60 Place Eugène Bataillon Montpellier cedex 5 Contact: dirgm@gm.univ-montp2.fr Laboratoire UMR5110 CEFREM- Bat.U Université de Perpignan Via Domitia 52 av. Paul Alduy Perpignan Cedex 9 Tel : Contacts: certain@univ-perp.fr, nicolas.robin@univ-perp.fr CEREGE, UMR 6635 (Centre Européen de Recherche et d'enseignement des Géosciences de l'environnement) Université Paul Cézanne, CNRS Contact: meule@cerege.fr LEGI-IMG Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et industriels

3 BP Grenoble Cedex contact: LSEET Laboratoire de sondages électromagnétiques de l'environnement terrestre Université du Sud Toulon-Var BP 132, La Garde cedex Contact: ASM, UMR5140 Archéologie des Sociétés Méditerranéennes; milieux, territoires, civilisations Contact: GMGL Géosciences Marines et Géomorphologie du Littoral Géoarchitecture EA 2219 Campus de Tohanic, C.R. Yves Coppens BP 573, Vannes Cedex Contacts : mouncef.sedrati@univ-ubs.fr; david.menier@univ-ubs.fr 1.4/ Equipes réunionnaise impliquée sur les mesures à la Réunion Laboratoire Géosciences Réunion UMR 7154 IPGP, UP 7, UR Université de la Réunion 15, Avenue René Cassin, BP Saint Denis messagerie cedex 9 Contact : jean-lambert.join@univ-reunion.fr UMR 228 ESPACE-DEV (IRD, UM2, UAG, UR) IRD Réunion - Université de la Réunion Campus Universitaire du Moufia BP 50172, Ste Clotilde cedex, La Réunion Contact : gwenaelle.pennober@univ-reunion.fr Laboratoire EPOC, Université Bordeaux 1 ; UMR CNRS 5805 avenue des Facultés, F TALENCE, FRANCE Contacts : p.bonneton@epoc.u-bordeaux1.fr SHOMDO/HOM/REC-CFuD/Sédimentologie 13, rue du Chatellier - CS BREST Cedex 2 Contact : garlan@shom.fr Géomer - LETG - UMR 6554 Université de Bretagne Occidentale IUEM Place Nicolas Copernic PLOUZANE Contact : Serge.Suanez@univ-brest.fr Vie Océane 16 avenue d'aquitaine Etang salé les Bains Contact : roland.troadec@wanadoo.fr 1.4/ Chercheurs impliqués dans ce projet statut laboratoire JOIN Jean-Lambert Pr (coordinateur du projet) Laboratoire Géosciences Réunion UMR 7154 IPGP, UP 7, UR PENNOBER Gwenaëlle MC Hdr (resp. scientifique) UMR 228 ESPACE-DEV (IRD, UM2, UAG, UR) Stagaire M2 étudiant UMR 228 ESPACE-DEV (IRD, UM2, UAG, UR) TROADEC Roland Chercheur associé Laboratoire Géosciences Réunion UMR 7154 IPGP, UP 7, UR DELACOURT Christophe Pr (LDO) UMR 6538 SUANEZ Serge MC Géomer UMR 6554 DESCHAMPS Anne CR (CNRS) LDO UMR6538 ROUAN Mathias IR Géomer UMR 6554

4 2- Problématique Générale et spécifique du site atelier de La Réunion 2.1/ Problématique générale (Extrait du document de demande de labellisation auprès de l INSU ( )) La zone littorale constitue un espace à forts enjeux pour les années à venir, notamment compte-tenu des conséquences induites par le changement climatique (élévation du niveau de la mer, tempêtes plus intenses, voire plus fréquentes). En effet, les secteurs littoraux, particulièrement le trait de côte, sont des zones fortement évolutives avec des secteurs en érosion parfois de plusieurs mètres par an pour les côtes meubles. Ils devraient subir des assauts accrus de la mer lors des tempêtes amplifiant l intensité de l érosion et provoquant pour les zones basses des submersions dommageables pour les populations et l économie locale. Le suivi d indicateurs de la position du trait de côte par le biais de méthodes directes ou indirectes apparaît essentiel pour définir les espaces aménagés pouvant subir des dégâts du fait de l érosion (destruction de maisons, routes, infrastructures diverses, ) ou d une submersion de zones altimétriquement basses situées en arrière de cordon dunaire ou de digues de protection parfois anciennes et mal entretenues. Les effets de la tempête Xynthia sur les côtes de Vendée ont souligné que la vulnérabilité de la frange littorale métropolitaine et sa dangerosité, a été grandement sous estimée. Il ne faut pas oublier que depuis au moins deux siècles l Homme a largement construit sur le littoral, modifiant parfois de manière conséquente, à une échelle locale, les conditions hydrodynamiques (courants et vagues), perturbant les transports sédimentaires ce qui affecte inévitablement, dans des proportions variées, la position et l évolution du trait de côte. Apprécier le poids de ces interventions anthropiques par rapport aux stricts agents naturels constitue encore un enjeu majeur, nécessitant une réelle démarche scientifique, qui reste pour le moment difficile à cerner sans avoir des observations fines et récurrentes sur des sites-ateliers caractéristiques de secteurs côtiers. In fine, l objectif scientifique dépasse la connaissance des mécanismes régisseurs de la dynamique du trait de côte et doit permettre d appréhender son devenir en fournissant les données fondamentales pour déterminer l impact de l élévation du niveau de la mer et les conséquences des tempêtes potentiellement plus intenses sur les littoraux. En effet, les conséquences attendues du changement climatique sur les littoraux justifient pleinement un suivi accru, récurrent et pérenne de leurs évolutions. Il y a là une véritable demande sociétale de la part des riverains et des élus de la zone littorale qui s est récemment traduite, suite au Grenelle de la Mer, dans le Livre Bleu publié par le Secrétariat Général de la Mer avec une volonté affichée de mettre en place «une véritable stratégie nationale pour l érosion côtière». Le SOERE «Trait de côte» y contribuera. 2.2/ La Réunion L île de la Réunion possède 208 km de côtes dont 35 km de plages répartis entre les plages de sable basaltique (14km) et les plages de sable corallien (21 km). Ces dernières sont associées à la présence de complexes récifaux de types plate-forme ou frangeants. Les récifs de l île sont localisés sur la côte occidentale et s étendent de façon discontinue sur 25 km. Le 21 février 2007, un décret du ministère de l Ecologie et du Développement Durable (n ) créé la Réserve Naturelle Marine de La Réunion (RNMR) qui vise à la préservation de 20 km de barrière corallienne. Outre leur formidable richesse biologique, ces formations bioconstruites constituent une véritable barrière contre les houles océaniques Les récifs coralliens sont reconnus comme faisant partie des écosystèmes les plus riches de la planète mais également les plus sensibles aux changements globaux (impacts anthropiques

5 croissants, changements climatiques). De nombreuses études scientifiques ont permis de mettre en évidence la dégradation des récifs coralliens de La Réunion dès les années 80. Or une altération des formations récifales met en péril le rôle de protection des côtes en réduisant l impact des vagues à la côte. Il existe en outre un lien direct entre l état de santé du récif et le budget sédimentaire des plages situées en arrière du complexe récifal. En raison de la protection par la barrière récifale les plages ont un fonctionnement saisonnier moins marquées que les plages ouvertes mais l origine biodétritique des matériaux de plage lie directement la morphologie et la cinématique des plages aux changements globaux. Le recul des plages coralliennes est signalé à la Réunion dès les années 70. Mais c est seulement à partir de 1992 qu à la demande de la Cellule Locale de l'environnement (CLOE) que le LSTUR (aujourd hui Géosciences Réunion) s'est engagé dans le suivi morpho-sédimentaire des plages coralliennes. Des profils (transects) de plages ont été régulièrement réalisés jusqu'en 2004 puis de manière sporadique depuis de la disparition de la spécialité sédimentologie en géologie. L approche par transect s illustre par l acquisition de données altimétriques ou de dénivelés en fonction d une distance le long d un profil fixe. La méthodologie déployée localement a été définie au début des années 90 pour des problématiques spécifiques de recherche. C est une méthode simple basée sur l utilisation d une mire coulissante à niveau horizontal intégré. Elle permet de relever les dénivelés successifs d une radiale, par arpentage selon un pas de 1m, entre un point repère fixe en haute plage et la ligne de marée basse et selon un azimut défini. Ces levés de terrain offrent une précision verticale par point de l ordre de 1 cm mais ils nécessitent un respect scrupuleux de l azimut. En effet, un écart de quelques degrés de l azimut initial induirait un écart conséquent en bas de plage d autant plus important que la radiale serait longue. Cette technique simple à mettre en œuvre répondait a une demande spécifique d interventions rapides et répétées sur des linéaires de côte discontinus d accès compliqué et souvent démunis de géoréférencements établis. L intégration du réseau SOERE trait de côte impose aujourd hui d harmoniser ces mesures à l échelle nationale. Une réflexion doit en outre être menée sur l évolution des méthodes, sur l organisation des mesures entre un réseau exhaustif de mesures des plages de l ouest de l île qui devraient être poursuivi dans le cadre des activités de l Association vie Océane via un financement de la DEAL-Réunion et le suivi d un ou de sites ateliers. Ces sites ateliers doivent faire l objet de mesures normalisées de haute technicité (LIDAR terrestre, Scanner 3D, sondeur multifaiseaux) définis dans «un socle commun de mesures à réaliser sur l ensemble des littoraux français» tenant compte de la configuration de la côte. Un partenariat avec l OSU-IUEM permettra de bénéficier d un soutien technique pour des mesures de haute technicité (LIDAR terrestre, DGPS) et d avoir un socle commun de mesures à réaliser sur l ensemble des littoraux français. Il sera en outre alors possible d établir sur le moyen (4 ans) et long terme (10 ans) des comparaisons sur le comportement morphodynamique des littoraux suivis, notamment pour préciser l impact des changements climatiques sur ces espaces.

6 Résultat attendus L inscription d un site atelier dans le cadre d un SOERE impose de répondre aux contraintes de mesures demandées par le consortium afin de correspondre aux objectifs de suivi tout en tenant compte des spécificités de chaque site. Afin d approcher la cinématique côtière, il s agira, le long du trait de côte, d apprécier l évolution planimétrique soit vers la terre (érosion), soit vers la mer (accrétion) exprimée en mètre. Sur la période de temps considérée, cela se traduira par une vitesse négative (érosion), positive (accrétion) ou nulle (stabilité).» Ces mesures seront accompagnées de suivis des formations sédimentaires immergées au-delà de la DAR (dépression d arrière récif) dont la dynamique peu impacter celle du trait de côte. Un premier objectif de ce programme est cependant une compilation et une valorisation des études antérieurs (trait de côte, profil de plage, MNT) sur l ensemble des plages de la Réunion dans un système d information à travers la plateforme Maddog développée par le laboratoire Géomer. Elle permet des analyses diachroniques et un accès simplifiée à la donnée sous forme d images et de graphiques synthétiques. Souvent très évolutif à des échelles de temps très courts, le domaine intertidal et sa zone subtidale adjacente, méritent une attention toute particulière car leur évolution va fortement contraindre les actions hydrodynamiques, ce qui aura une incidence sur l évolution du trait de côte. L évolution de ces domaines doit également être envisagée sur le plan altimétrique et volumétrique. Sur le site de la Réunion 2 types de mesure pérenne seront mises en œuvre : - Des profils topographiques levés au DGPS des plages de l ouest de l île avec des levés encadrant les saisons houlographiques et les évènements marquant de fortes houles. - Des mesures 3D à très haute résolution spatiale réalisées avec scanner laser Terrestre. Ces mesures se focalisent sur le site atelier de l Ermitage (3 zones) ou première mission a été réalisée en Mai 2011 (figure 1 et 2). Dans le cadre de ce projet une nouvelle mission est programmée Ces 2 missions permettront d obtenir l évolution morphologique à très haute résolution spatiale de la plage des Brisants. Figure n 1 : Image acquise par laser 3D sur le récif de l Ermitage en avril 2011

7 Figure n 2 : Modèle d élévation (en valeurs relatives) calculé à partir des données acquises par laser 3D en 2011 sur le site de l Ermitage Les mesures effectuées seront analysées au regard des forçages climatiques et océanographiques. Le site des Brisants a été retenu pour ce dernier suivi en raison de sa position en «aval transit» dans le complexe sédimentaire défini par les plages du récif corallien de Saint-Gilles La Saline les Bains. La cinématique de ce secteur constitue un bon indicateur de la sédimentation locale donc de l état de santé du système face aux forçages météo-marin. Les suivis antérieurs ont révélé que cette plage, bien que conservant un profil convexe, est soumise à une forte mobilité dépendante à la fois d apports sédimentaires encore importants mais aussi de pertes sédimentaires conséquentes. Ces dernières semblent influencées par la présence de l ouvrage du port de Saint-Gilles les Bains construit dans les années 60. La plage des brisants constitue donc un site sentinelle pertinent à intégrer dans un réseau d observation. Les résultats de cette année d étude seront consultables en ligne sur la base de données Maddog et feront l objet d une publication dans une revue de rang A.

8 Budget Postes de dépenses Nb d'u.o. PU HT (en ) TOTAL HT (en ) Frais de personnels Indemnité stage Master (cout / mois) 5,0 437, ,00 fonctionnement divers (frais kilométriques, petit matériel, consommables) 800,00 mission Frais de mission (Métropole) , ,00 mission Frais de mission (Réunion) , ,00 mission Billets avion Brest-La Réunion , ,00 mission Billets avion AR La Réunion-Brest , ,00 Frais de Gestion (taux) ,50 TOTAL ,50