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Etude préliminaire de l’impact du changement climatique sur les

risques naturels à la Réunion Rapport public

BRGM/RP-59495-FR Août 2011

Etude préliminaire de l’impact du changement climatiquesur les risques naturels à la Réunion

Rapport public

BRGM/RPC-59495-FR Août 2011

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2010

V.BASTONE et Y.DE LA TORRE Avec la collaboration de

Ch.GARNIER

Vérificateur :

Nom : O. SEDAN

Date :

Signature :

Approbateur :

Nom : JL NEDELLEC

Date :

Signature :

En l’absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique, l’original signé est disponible aux Archives du BRGM.

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008.

I

M 003 - AVRIL 05

Mots clés : changement climatique, aléa naturel, mouvement de terrain, inondation, érosion côtière, submersion marine En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : V. Bastone et Y. De la Torre (2011) – Etude préliminaire de l’impact du changement climatique sur les risques naturels à la Réunion. 135 p. © BRGM, 2011, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Impact du changement climatique sur les risques naturels à la Réunion

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Synthèse

La Réunion est une des régions françaises les plus exposées aux aléas naturels. Or, compte-tenu du fort développement démographique de l’île, la vulnérabilité globale face aux aléas naturels devrait s’accroître avec le changement climatique.

Dans le cadre de l’élaboration du Schéma Régional Climat Air Energie (SRCAE – disposition Loi Grenelle 2 – copilotage Etat – Région), la DEAL souhaite disposer des premiers éléments qualitatifs sur les effets possibles du changement climatique sur les risques naturels à la Réunion.

L’objet de cette étude est d’évaluer qualitativement l’impact potentiel du changement climatique sur les aléas naturels à la Réunion.

Un bilan des mécanismes des aléas mouvements de terrain, inondation et côtiers est présenté afin d’expliciter leur sensibilité respective aux paramètres climatiques identifiés que sont la température, les précipitations, le vent, la houle et le niveau marin.

En outre, une synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ieme siècle est proposée. Principalement basée sur le rapport de Météo-France de 2009 sur La Réunion, elle met en évidence, de manière schématique, une augmentation de la température ; une légère baisse des précipitations pour la fin du siècle en particulier dans l’ouest de l’île mais par contre des épisodes pluvieux extrêmes plus nombreux ; un renforcement des alizés pendant l’hiver austral ; une augmentation du niveau de la mer et une activité cyclonique moins fréquente mais plus intense.

L'intégration de ces scénarios climatiques permet d'apprécier, en fonction de l’état des connaissances, les relations de cause à effet sur les mécanismes des phénomènes à risques. Toutefois, il n’est pas possible de généraliser des tendances d’évolution par type d’aléa en raison :

- d’une part, des incertitudes qui pèsent encore sur l’importance du rôle des paramètres climatiques par rapport aux autres paramètres (géologiques par exemple) sur les aléas,

- d’autre part, des incertitudes sur les scénarios climatiques.

En effet, les évolutions climatiques estimées amènent à la fois des facteurs d’aggravation et d’atténuation sans qu’il soit possible à ce stade de les pondérer pour en faire le bilan (domaine de la recherche).

Globalement, les éléments aggravants sont :

- l’augmentation des épisodes pluvieux intenses (conséquences sur les glissements de terrain, les inondations, les différents types d’érosion, etc.) ;


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- l’augmentation de l’intensité des vents d’alizés et cycloniques (rôle sur la végétation protectrice des terrains, les submersions marines, l’érosion côtière) ;

- l’augmentation de la sècheresse dans l’Ouest (rôle sur la végétation et les sols également) ;

- l’élévation du niveau marin (effets sur les différents types d’inondation et d’érosion) ;

- les basses pressions barométriques (influence de cyclones plus intenses sur la surcote et les submersions marines).

Les facteurs d’atténuation concernent essentiellement l’augmentation des températures qui, en favorisant la photosynthèse, devraient accroitre la protection de la végétation sur les sols et terrains (diminution des différents types de mouvements de terrain et d’érosions).

Enfin, les indicateurs du changement climatique proposés permettront de suivre les évolutions du climat, des risques naturels et des différents secteurs d’activité potentiellement impactés.

Ainsi, les incertitudes sont encore nombreuses et une amélioration des connaissances est nécessaire notamment par une approche quantitative des relations entre paramètres climatiques et aléas, en s’attachant au développement des réseaux de suivi à long terme et d’outils de modélisation adaptés au contexte réunionnais. Par ailleurs des projets en cours tel que l’Observatoire Régional des Risques naturels permettra de mieux appréhender les aléas naturels face au changement climatique.


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Sommaire

1. Introduction ............................................................................................................. 13

2. Processus liés aux aléas naturels à la Réunion .................................................. 15

2.1. LES MOUVEMENTS DE TERRAIN ................................................................... 15

2.1.1. Définition du phénomène .......................................................................... 15

2.1.2. Localisation des phénomènes mouvements de terrain sur l’île ................ 16

2.1.3. Paramètres d’instabilité associés à chaque type de mouvements de terrain ....................................................................................................... 19

2.1.4. Mesures prises face au risque mouvement de terrain .............................. 31

2.1.5. Bilan des méthodes de suivi mises en place et connaissances acquises sur les mouvements de terrain vis-à-vis des facteurs climatiques. .......... 33

2.1.6. Synthèse de la sensibilité de l’aléa mouvement de terrain face aux paramètres climatiques ............................................................................ 46

2.2. LES INONDATIONS .......................................................................................... 50

2.2.1. Définition du phénomène .......................................................................... 50

2.2.2. Localisation du phénomène inondation sur l’île ........................................ 53

2.2.3. Paramètres influençant l’aléa ................................................................... 53

2.2.4. Mesures prises face au risque inondation ................................................ 55

2.2.5. Synthèse de la sensibilité de l’aléa inondation faces aux paramètres climatiques ................................................................................................ 60

2.3. LES ALEAS COTIERS ...................................................................................... 61

2.3.1. Définition des phénomènes ...................................................................... 61

2.3.2. Localisation des phénomènes côtiers se produisant sur l’île ................... 65

2.3.3. Paramètres influençant l’aléa ................................................................... 65

2.3.4. Mesures prises face aux risques côtiers .................................................. 69

2.3.5. Bilan des moyens de suivi et de surveillance mis en place et connaissances acquises sur les risques côtiers vis-à-vis des facteurs climatiques ................................................................................................ 70

2.3.6. Synthèse de la sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques79

2.4. SYNTHESE DE LA SENSIBILITE DES ALEAS NATURELS FACE AUX PARAMETRES CLIMATIQUES ......................................................................... 81

3. Evolution des paramètres climatiques ................................................................. 83

3.1. EVOLUTION PASSEE ET FUTURE DES PARAMETRES CLIMATIQUES A L’ECHELLE GLOBALE ...................................................................................... 85

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3.1.1. Température ............................................................................................. 85

3.1.2. Précipitations ............................................................................................ 88

3.1.3. Tempêtes et cyclones .............................................................................. 91

3.1.4. Niveau de la mer ...................................................................................... 91

3.2. EVOLUTION PASSEE ET FUTURE DES PARAMETRES CLIMATIQUES A L’ECHELLE DE LA REUNION .......................................................................... 94

3.2.1. Température ............................................................................................. 94

3.2.2. Précipitations ............................................................................................ 97

3.2.3. Tempête et cyclone ................................................................................ 100

3.2.4. Activité orageuse .................................................................................... 101

3.2.5. Houles Australes et cycloniques ............................................................ 102

3.2.6. Alizés ...................................................................................................... 103

3.3. SYNTHESE DES EVOLUTIONS DES PARAMETRES CLIMATIQUES ATTENDUS A LA FIN DU XXIIEME SIECLE .................................................... 105

4. Evaluation des modifications potentielles sur les risques naturels .............. 107

4.1. MODIFICATIONS POTENTIELLES DE L’ALEA MOUVEMENT DE TERRAIN107

4.1.1. Glissements de terrain ........................................................................... 107

4.1.2. Instabilités rocheuses ............................................................................. 107

4.1.3. Erosion de sol ........................................................................................ 108

4.1.4. Erosion de berge .................................................................................... 108

4.2. MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA INONDATION ................... 109

4.3. MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA COTIER ............................ 109

4.3.1. Erosion côtière ....................................................................................... 109

4.3.2. Submersion marine ................................................................................ 110

4.4. SYNTHESE DES MODIFICATIONS POTENTIELLES ATTENDUES SUR LES ALEAS NATURELS ......................................................................................... 110

5. Propositions d’indicateurs du changement climatique, et d’axes d’améliorations des connaissances ................................................................... 115

5.1. PROPOSITIONS D’INDICATEURS PERMETTANT D’EVALUER LE CHANGEMENT CLIMATIQUE ET SES EFFETS ........................................... 115

5.1.1. Indicateurs climatiques ........................................................................... 115

5.1.2. Indicateurs liés aux risques naturels ...................................................... 118

5.1.3. Suivi des impacts du changement climatique sur différents secteurs .... 119

5.1.4. Synthèse des indicateurs du changement climatique proposés ............ 121


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5.2. PROPOSITION D’AXES D’AMELIORATION DES CONNAISSANCES .......... 123

5.2.1. Sur l’évolution du climat .......................................................................... 123

5.2.2. Sur les risques naturels .......................................................................... 123

6. Conclusion ............................................................................................................ 125

7. Bibliographie ......................................................................................................... 129

Liste des illustrations

Illustration 1 : Cartographie de l’aléa mouvement de terrain et localisation des principaux phénomènes de mouvement de terrain à l’échelle de l’ïle (DDRM, février 2008) ............................................................................................................................................ 17

Illustration 2 : Différents types de glissements de terrain (source BRGM) .................................. 19

Illustration 3 : Cartographie indicative de situation des formations altéritiques (Françoise et Garnier, 2009) .......................................................................................................................... 21

Illustration 4 : zone de reptation sur le versant Sud-Ouest du Piton des Songes (extrait Note de présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010) ........................................... 22

Illustration 5 : schématisation d’une coulée boueuse .................................................................. 22

Illustration 6 : Phénomène de chutes de blocs ............................................................................ 24

Illustration 7 : Déboulé survenu sur le secteur de La Petite Plaine (extrait Note de présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010) ......................................................... 25

Illustration 8 : : Erosion des berges de la Rivière des Pluies lors de la Tempête Diwa (mars 2006) – RD45 emportée (extrait Note de présentation- PPR de Sainte-Marie - 2009) ............................................................................................................................................ 26

Illustration 9 : Correspondance entre les types d’écoulements, les types de cours d’eau et les modes de transports solides (Stollsteiner et al., 2008) ...................................................... 27

Illustration 10 : Erosion des sols par ravinement à St-Gilles (source BRGM) ............................. 29

Illustration 11 : Exemple d’effondrement d’un tunnel de lave ...................................................... 30

Illustration 12 : Position des deux stations photogrammétriques au bord de Dolomieu (à gauche) – Installation d’une des stations photogrammétriques (à droite) (IPGP/OVPF) ............ 33

Illustration 13 : Exemple de la station GPS fixe située à Mare à Poule d’eau (BRGM)............... 34

Illustration 14 : Exemple de capteur extensométrique en place sur le site du Maïdo (Nedellec et Cruchet, 2008) ......................................................................................................... 35

Illustration 15 : Exemple du pluviomètre installé à l’Ilet à Vidot – (Cruchet et Aubert, 2003) ............................................................................................................................................ 36

Illustration 16 : Schématisation du système de mesure à sonde de pression sur un seuil ( extrait CCTP –construction des seuils de mesure hydrologiques-BRGM – mai 2010) ............. 37

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Illustration 17 : Exemple du seuil mis en place à Pont de Chien ( photo BRGM – décembre 2010) ........................................................................................................................... 37

Illustration 18 : Hell-Bourg : déplacements (mesurés et reconstitués par le modèle Tempo)en fonction de la pluviométrie (Bellanger et Aunay, 2008) ............................................. 42

Illustration 19 : Hell-Bourg : vitesse de déplacement en fonction de la pluviométrie (Bellanger et Aunay, 2008) .......................................................................................................... 42

Illustration 20 : Aléa érosif en saison fraiche (A) ; orageuse (B) et cyclonique (C) (Chevallier et al, 2002)................................................................................................................. 45

Illustration 21 : schématisation d’inondation par débordement d’un cours d’eau et concentration du ruissellement dans une ravine ......................................................................... 50

Illustration 22 : Schématisation d’une inondation par stagnation des eaux pluviales sur une zone plane et par remontée de la nappe phréatique ............................................................ 50

Illustration 23 : schématisation d’une inondation en secteur urbain : ruissellement et saturation du réseau d’évacuation ............................................................................................... 51

Illustration 24 : Schématisation d’une inondation par submersion des zones littorales .............. 51

Illustration 25 : Radier de la ravine du Chaudron submergé au niveau du stade de l’Est et de carrefour à Saint-Denis lors du passage de Dina (photo Météo France,2002) .................. 51

Illustration 26 : Inondation à Saint-Paul, Cocoteraie lors du passage de Dina (photo Météo-France, 2002) ................................................................................................................... 52

Illustration 27 : Structure d’une lave torrentielle .......................................................................... 52

Illustration 28 : Carte du réseau hydrographique de la Réunion et des principales zones inondables (DDRM, Février 2008) ............................................................................................... 53

Illustration 29 : Réseau climatologique de La Réunion. Source Météo-France Réunion, 2003 ............................................................................................................................................. 56

Illustration 30 – Courbe de dommage moyen annuel (adapté d’Erdlenbruch et al., 2008) ......... 59

Illustration 31 – Recul classique d’une falaise ............................................................................. 61

Illustration 32 : Fracture (A) et sous-cavage (B) des falaises basaltiques de la Possession (De La Torre et al. , 2008) ........................................................................................ 62

Illustration 33 : Action de l’érosion visible au niveau des racines des filaos mises à nues sur la plage de l’Hermitage .......................................................................................................... 62

Illustration 34 – Transits sédimentaires d’un cordon littoral (adapté d’après Paskoff, 1998) ............................................................................................................................................ 63

Illustration 35 : Représentation schématique du niveau marin extrême (Cariolet et Suanez, 2008) ........................................................................................................... 64

Illustration 36 : houle cyclonique au Barachois lors du passage de Dina ( photo Météo France, 2002) .............................................................................................................................. 65

Illustration 37 - Origine des vents dominants à La Réunion (Cordier, 2007) .............................. 65

Illustration 38 : Distribution des vents de l’ïle (source Météo-France) ........................................ 66

Illustration 39 : Les différents régimes de houles à La réunion (Météo France, 2009) ............... 67

Illustration 40 : Exemple de houlographe (source base de données CANDHIS) ........................ 71


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Illustration 41 : Courantomètre de marque Nortek fixé sur le fond (E.Cordier, 2007) ................ 72

Illustration 42 : Montage d’un courantomètre sur le fond (Cordier et Troadec, 2009) ................. 73

Illustration 43 : Analyse de l’évolution historique du trait de côte de St-Denis sur deux zones à partir de photographies aériennes (Blangy et al., 2009). ............................................... 74

Illustration 44 : Station fixe (à gauche) et mobile (à droite) du système DGPS pour la topographie (De la Torre et al., 2009) .......................................................................................... 75

Illustration 45 : couplage sondeur/GPS embarqué pour la bathymétrie (à gauche) ; levé topographique des zones arrières récifales peu profondes au DGPS (à droite) (Blangy et al.,2009) ................................................................................................................................... 75

Illustration 46 : vue de détail de la falaise de Mesnil Val mesurée par Scanner laser. Les blocs qui se sont détachés sont représentés en couleur.(Dewez et al. 2007) ...................... 76

Illustration 47 :Evolution de la Pointe des Galets (Orthophotographie IGN 2003 – Blangy et al, 2009) ....................................................................................................................... 78

Illustration 48 : Profil topo-bathymétrique au Port (Pointe des Galets) – Zoom sur les 80 premiers mètres (Blangy et al, 2009) ........................................................................................... 78

Illustration 49 : Les 4 grandes familles des scénarios climatiques et leurs orientations (GIEC) .......................................................................................................................................... 84

Illustration 50 : Tendances mondiales linéaires de températures au cours de la période 1979 à 2005 par saison estimées à la surface. Le gris indique les secteurs où les données sont incomplètes (IPCC, 2007) ..................................................................................... 86

Illustration 51 : Evolution projetée de la température en surface sur l’ensemble du Globe pour les décennies 2020-2029 et 2090-2099 en fonction des trois scénarios (IPCC, 2007) ................................................................................................................................ 87

Illustration 52 : Distribution des tendances linéaires dans le volume des précipitations annuelles sur les terres dans la période 1901-2005 (%par siècle). Les zones grisées indiquent qu'une insuffisance de données empêche de donner une tendance fiable (IPCC, 2007) ................................................................................................................................ 88

Illustration 53 : Variations relatives du régime des précipitations (%) pour la période 2090-2099, par rapport à la période 1980-1999. Les valeurs indiquées sont des moyennes tirées de plusieurs modèles, obtenues à partir du scénario A1B pour des périodes allant de décembre à février (à gauche) et de juin à août (à droite). Les zones en blanc correspondent aux régions où moins de 66% des modèles concordent sur le sens de la variation et les zones en pointillé à celles où plus de 90% des modèles concordent sur celui-ci. (IPCC, 2007) .......................................................................................... 89

Illustration 54 : variations relatives du régime de précipitations sur l’océan Indien obtenues à partir du scénario A1B. Cartes du haut : moyenne de 21 modèles des variations sur l’année, sur la période de décembre à février et sur la période de juin à juillet pour la période de 2080 à 2099 par rapport à la période 1980-1999. Cartes du bas : nombre de modèles sur les 21 où les variations de précipitations sont positives. (IPCC, 2007) ................................................................................................................................ 90

Illustration 55 : Distribution géographique des variations du niveau de la mer mesurées par les satellites altimétriques Topex-Poséïdon entre1993 et 2003. (IPCC, 2007) ..................... 92

Illustration 56 : Températures moyennes annuelles de La Réunion et localisation des stations étudiées (source Météo-France) .................................................................................... 94

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Illustration 57 : Anomalies de températures, simulées par le modèle Arpège étiré, par saison et par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo-France, septembre 2009) .......................................................................................................................... 96

Illustration 58 : Evolution des précipitations sur la période 1969-2008 (Extrait Rapport Météo-France, 2009) ................................................................................................................... 97

Illustration 59 : Anomalies des précipitations, simulées par le modèle Arpège étiré, par saison et par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo France, septembre 2009) .......................................................................................................................... 99

Illustration 60 : Répartition géographique des cyclogenèses sur le bassin Sud-Ouest de l’océan Indien et indice SOI* sur la période 1969-2006 (Bureau Of Meteorology australien - 2009) ....................................................................................................................... 100

Illustration 61 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot sur la période 1969-2008 (extrait rapport Météo France, septembre 2009) ....................................................................... 102

Illustration 62 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot par saison* (extrait rapport Météo France, septembre 2009) - *DJF (Décembre, janvier, Février), MAM (Mars, Avril, Mai), JJA (juin, Juillet, Aout), OND (Octobre, Novembre, Décembre). ..................................... 102

Illustration 63 : Pression au niveau de la mer moyenne sur la période 1961-1990 (source Météo-France) .............................................................................................................. 104

Illustration 64 : température de la surface de la mer – synthèse image du 28/10/1999. Station de la Réunion (source site ONERC) ............................................................................. 116

Illustration 65 : carte des concentrations en Chlorophylle-a issue des données synthétisées sur une période de 8 jours entre le 08/10/2002 et le 15/10/2002 de la station de réception satellitaire de l’île de La Réunion (source site ONERC). .......................... 119

Liste des tableaux

Tableau 1 : Sensibilité de l’aléa glissement de terrain face aux paramètres climatiques ........... 46

Tableau 2 : Sensibilité de l’aléa chute de blocs et éboulements face aux paramètres climatiques ................................................................................................................................... 47

Tableau 3 : Sensibilité de l’aléa érosion de sol face aux paramètres climatiques ...................... 48

Tableau 4 : Sensibilité de l’aléa érosion de berge face aux paramètres climatiques ................. 49

Tableau 5 : Sensibilité de l’aléa inondation face aux paramètres climatiques ............................ 60

Tableau 6 : Sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques .................................... 79

Tableau 7 : Sensibilité de l’aléa submersion marine face aux paramètres climatiques ............. 80

Tableau 8 : Synthèse de la sensibilité des aléas naturels face aux paramètres climatiques ................................................................................................................................... 82

Tableau 9 : Synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ième

siècle en l’état des connaissances actuelles ............................................................................................ 106

Tableau 10 : Synthèse des modifications potentielles attendues sur les aléas naturels par le changement climatique .................................................................................................... 113


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Tableau 11 : Synthèse des indicateurs de vulnérabilité proposés face au changement climatique ................................................................................................................................... 122


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1. Introduction

La Réunion est une des régions françaises les plus exposées aux aléas naturels. Or, compte-tenu du fort développement démographique de l’île, la vulnérabilité globale face aux aléas naturels devrait s’accroître avec le changement climatique.

Dans ce contexte, la Direction de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement de la Réunion souhaite qualifier les tendances d’évolutions futures des aléas naturels à la Réunion au regard des modifications des paramètres climatiques afin de mettre en place des stratégies d’adaptation en accord avec le Schéma Régional Climat Air Énergie.

L’objet de cette étude est donc d’évaluer qualitativement l’impact potentiel du changement climatique sur les aléas naturels (mouvements de terrain, inondations et aléas côtiers) à la Réunion.

Pour cela, l’étude décrit chaque aléa considéré et précise, dans un premier temps, l’influence potentielle des paramètres climatiques sur chaque type de phénomène à risque. Elle synthétise, dans un second temps, les études disponibles sur le changement climatique à la Réunion pour proposer une appréciation de l'évolution des aléas et des risques au regard des changements climatiques. Enfin, des propositions d'indicateurs, permettant d’évaluer le changement climatique et ses effets, et d'axes d'amélioration des connaissances sont formulées.


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2. Processus liés aux aléas naturels à la Réunion

2.1. LES MOUVEMENTS DE TERRAIN

2.1.1. Définition du phénomène

Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « mouvements de terrain » (MATE et METL, 1999). Les mouvements de terrain sont des manifestations de déplacement gravitaire de masse de terrain déstabilisées sous l’effet de sollicitations naturelles (pluviométrie anormalement fortes, séismes, etc.) ou anthropiques (terrassement, vibration, déboisement, exploitation de matériaux ou de nappes aquifères, etc.).

Ils recouvrent des formes très diverses qui résultent de la multiplicité des mécanismes initiateurs (érosion, dissolution, déformation, et rupture sous chargement statique ou dynamique), eux-mêmes liés à la complexité des comportements géotechniques des matériaux sollicités et du contexte géomorphologique (structure géologique, géométrie des réseaux de fractures, caractéristiques des nappes aquifères, etc.).

Les principaux types de mouvements de terrains sont :

- les glissements de terrain et coulées boueuses ;

- les chutes de pierres, de blocs, et les éboulements ;

- les phénomènes d’érosion (érosion de berge et ravinement).

Les phénomènes d’affaissements et effondrements (liés à des cavités souterraines) sont également présents sur l’île, mais beaucoup plus rares.

Un autre phénomène naturel pourrait être classé dans la typologie des mouvements de terrain. Il s’agit des laves torrentielles, il sera décrit dans l’aléa inondation.

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2.1.2. Localisation des phénomènes mouvements de terrain sur l’île

A la Réunion, les mouvements de terrain se produisent essentiellement :

au niveau des escarpements (remparts, falaises, abrupts, berges,...), à l’intérieur des cirques et des ravines, dans une moindre proportion, sur les planèzes1.

Ceci est illustré par la carte de l’Illustration 1 où figure la répartition des phénomènes de mouvements de terrain recensés dans la Base de Données Mouvement de terrain (BD MVT), gérée par le BRGM ainsi qu’un zonage des secteurs les plus exposés à l’aléa mouvement de terrain.

1 Planèze : plateau de basalte limité par des vallées convergentes ; typique des régions volcaniques, il

forme les pentes de l’île autour des cirques

2 Battance : désagrégation et encroûtement d’un sol en surface sous l’action des gouttes de pluie.

3 OVPF : Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise

4 IPGP : Institut de Physique du Globe de Paris

5 SCHAPI : Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations

6 Déflation (n.f.) : Erosion éolienne. Processus d’entraînement des particules fines sous l’effet du vent.


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Illustration 1 : Cartographie de l’aléa mouvement de terrain et localisation des principaux phénomènes de mouvement de terrain à l’échelle

de l’ïle (DDRM, février 2008)


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2.1.3. Paramètres d’instabilité associés à chaque type de mouvements de terrain

a) Les glissements de terrain, fluage, reptation et coulées boueuses

Nature du phénomène glissement de terrain

Les glissements de terrain sont des déplacements en masse affectant des formations géologiques meubles, sur une surface de rupture et au cours desquels les produits déplacés gardent leur cohérence. La surface de rupture peut être plane (sur une discontinuité lithologique – on parle de glissement-plan) ou courbe (glissement rotationnel). Les lois mécaniques de la rupture des matériaux font que cette surface a une forme plus ou moins sphérique en général. Sa profondeur peut varier de l’ordre du mètre (voire moins – glissements superficiels) à quelques dizaines de mètres (voire sensiblement plus pour des phénomènes exceptionnels).

Ce sont généralement des phénomènes lents, mais ils peuvent s’accélérer (ou se déclencher) brutalement en particulier sur une surface plane liée à une discontinuité.

Illustration 2 : Différents types de glissements de terrain (source BRGM)

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Les paramètres influençant l’aléa

L’apparition des phénomènes de glissements de terrain, est le résultat de la conjonction de plusieurs facteurs :

- la géologie : l’état d’altération d’un matériau, et par corrélation ses

caractéristiques mécaniques, sa perméabilité, conditionnent la pente limite d’équilibre d’un terrain et de fait la probabilité d’occurrence de désordres ;

- la morphologie : l’importance de la pente va notamment conditionner la

possibilité que puissent survenir, de façon préférentielle, des phénomènes lents (fluage, phénomènes superficiels pouvant intéresser des terrains peu pentus) ou au contraire rapides;

- la nature et l’importance du couvert végétal, jouant un rôle dans la

stabilité, le déclenchement et la propagation des phénomènes de glissement ; ce rôle pouvant être bénéfique (renforcement de la cohésion des sols par le système racinaire) ou au contraire néfaste (effet de levier par les ligneux sous l’effet du vent pouvant déstabiliser les terrains et favoriser les infiltrations d’eau) ;

- l’eau, qui représente dans la grande majorité des phénomènes de

glissement un élément moteur prépondérant. Les phénomènes d’infiltration (anthropiques ou non), les écoulements en surface ou souterrains (développement de surpressions préjudiciables) associées à un épisode pluvieux peuvent notamment contribuer aux instabilités.

Localisation préférentielle des glissements de terrain

Les glissements de terrain, ont lieu préférentiellement dans les cirques et sur les zones de terrain altérés. Une carte indicative de situation des altérites a été établie en 2009 par le BRGM (Illustration 3). A partir de la BD MVT, il a pu être constaté qu’au sein seul de ces niveaux altéritiques, 27,74% des glissements recensés s’y sont produits. (Cochery et Al, 2011),


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Illustration 3 : Cartographie indicative de situation des formations altéritiques (Françoise et Garnier, 2009)

Phénomènes particuliers et paramètres les influençant

Les phénomènes de fluage-reptation

Il s’agit de mouvements relativement lents et irréguliers, touchant des terrains généralement peu pentus. L’épaisseur de sol mobilisée est, dans la plupart des cas, limitée à quelques décimètres, de façon assez exceptionnelle de l’ordre du mètre.

Affectant des terrains de constitution à dominante argileuse marquée, le fluage est dans la majeure partie des cas étroitement associé à un contexte hydrogéologique préjudiciable à la stabilité des sols (saturation des horizons superficiels entrainant leur perte de cohésion).

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Illustration 4 : zone de reptation sur le versant Sud-Ouest du Piton des Songes (extrait Note de présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010)

Les coulées boueuses

Les coulées de boue correspondent à des mouvements rapides d'une masse de matériaux remaniés, à forte teneur en eau et de consistance plus ou moins visqueuse. Elles sont la conséquence et la prolongation de certains glissements, dans des conditions de large remaniement et de forte saturation en eau, sur des terrains aux

pentes généralement relativement fortes (Illustration 5).

Illustration 5 : schématisation d’une coulée boueuse


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b) Les chutes de blocs, éboulements et écroulements

Nature du phénomène

Les chutes de masses rocheuses sont des mouvements rapides, discontinus et brutaux résultant de l'action de la pesanteur et affectant des matériaux rigides et fracturés. En fonction du volume total de matériaux éboulés, on distingue :

- les chutes de pierres (volume inférieur à 1 dm3) ou de blocs ; le volume mobilisé lors d'un épisode donné est limité à quelques dizaines de m3 ;

- les éboulements en masse (le volume total en jeu est compris entre 100 et 10 000 m3) ;

- les écroulements ou éboulements en grande masse (le volume total mobilisé est supérieur à 10 000 m3 et peut atteindre plusieurs dizaines de millions de m3).

Les matériaux tombés s’accumulent de façon désordonnée en pied de pente, et forment une morphologie caractéristique en forme de cône d’éboulis, ou en placage de pente plus faible en pied de paroi. On peut observer également des « champs de blocs » (présence de blocs plus ou moins isolés témoignant de l’activité historique).


Plusieurs paramètres naturels sont favorables à la mobilisation des blocs (Illustration 6) :

- la géologie : présence éventuelle d’une formation sous-jacente plus meuble, déformable ou érodable, induisant des contrastes de compétence (intercalation de niveaux de gratons, alternance de niveaux basaltiques massifs et de produits pyroclastiques – scories, cendres – créant des discontinuités stratigraphiques et des comportements mécaniques hétérogènes) ; présence fréquente de discontinuités structurales (diaclases, joints, intrusions) sur un versant à la topographie sensible et participant au démantèlement de la masse rocheuse ;

- la morphologie;

- La croissance de la végétation (actions du système racinaire dans les

fissures) ou effet balancier (sollicitation sous l’action de vents violents) ; - L’action mécanique de l’eau (pression hydrostatique due à l’infiltration des

eaux météoritiques dans les interstices ou les fissures du matériel rocheux, ravinement superficiel) ;

24 BRGM/RP-59495-FR

- Les sollicitations cycliques (vent, chocs thermiques) sur une très longue durée générant une « fatigue » du matériau et favorisant une baisse de sa résistance.

Illustration 6 : Phénomène de chutes de blocs

Localisation préférentielle des chutes de masses rocheuses

Ces phénomènes se produisent de façon préférentielle au niveau des cirques et falaises littorales.

c) Les « coulées de débris »

Nature du Phénomène et paramètres influençant l’aléa associés

Ces coulées, souvent appelées à La Réunion « déboulés », sont constituées d’un

mélange de roches, de sol, d’eau et de boue.

Le déclenchement des coulées de débris se fait lorsque la couche superficielle de roches altérées située dans des zones à fortes pentes ou des terrains préalablement désorganisés, est suffisamment saturée en eau. Elles se produisent de fait préférentiellement au cours d’épisodes pluvieux de forte intensité et laissent de grandes cicatrices dans le paysage (de façon assez provisoire cependant), à cause du

décapage du couvert végétal et des terrains superficiels (Illustration 7).


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Illustration 7 : Déboulé survenu sur le secteur de La Petite Plaine (extrait Note de présentation- PPR de la Plaine des Palmistes-Mars 2010)

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d) Erosion de berge

Nature et localisation du phénomène

Ce phénomène se manifeste par un « arrachement » ou un éboulement de la berge d’un cours d’eau (Illustration 8) et concerne la majorité des ravines de la Réunion.

Les paramètres d’instabilité

Plusieurs paramètres naturels sont favorables à l’érosion de berges :

- la géologie : érodabilité des terrains en place ;

- la géométrie de la berge (hauteur et pente) : les phénomènes d’érosion de berges sont ainsi plus conséquents dans les ravines fortement encaissées et/ou dont les berges sont constituées de matériaux facilement érodables ;

- l’action mécanique du cours d’eau : le pouvoir érosif du cours d’eau dépend à la fois du débit liquide et du débit solide. Il sape le pied des rives et conduit au glissement ou à l’éboulement de la berge par suppression de la butée qui assurait l’équilibre.

Illustration 8 : : Erosion des berges de la Rivière des Pluies lors de la Tempête Diwa (mars 2006) – RD45 emportée (extrait Note de présentation- PPR de Sainte-Marie - 2009)

Le schéma ci-dessous (Illustration 9) résume les différents types d’écoulements susceptibles de se produire à la Réunion. Il met en évidence le passage à un mode torrentiel (plus destructeur) en fonction de l’augmentation de la pente et de la fourniture de matériaux.


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Le transport des matériaux solides se produit à partir d’un certain seuil de débit liquide.

Le transport solide maximum est fortement corrélé au débit liquide : il a pu être estimé que les apports de matériaux annuels lors d’une année exceptionnelle peuvent être multipliés de 3 à 7 selon l’analyse de certaines rivières, comparés aux apports moyens annuels (Stollsteiner et al, 2008).

Illustration 9 : Correspondance entre les types d’écoulements, les types de cours d’eau et les modes de transports solides (Stollsteiner et al., 2008)

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e) Erosion des sols (par ravinement)

Nature du phénomène

Le ravinement (Illustration 10), lié à l’écoulement en surface des eaux météoriques, peut être très localisé ou au contraire diffus sur toute une pente. Les mécanismes mis en jeu sont, successivement, la désagrégation des matériaux, leur ablation, leur transport sur des distances variables, puis leur dépôt. Les deux derniers phénomènes ne concernent plus strictement les mécanismes d’érosion ; ils en sont la conséquence.


L’érosion des sols dépend de plusieurs paramètres qui sont en premier lieu :

- la topographie ;

- le pouvoir d’absorption du sol ;

- l’intensité des précipitations ;

- la géologie (érodabilité des terrains en place) ;

- l’occupation du sol (notamment présence et densité du couvert végétal) ;

- la sensibilité à la battance2.

Localisation préférentielle du phénomène d’érosion de sol

Les zones touchées sont souvent des terrains en partie dénudés et vallonnés, voire accidentés, qui favorisent de ce fait le développement et la concentration de ruissellements.

2 Battance : désagrégation et encroûtement d’un sol en surface sous l’action des gouttes de pluie.


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Illustration 10 : Erosion des sols par ravinement à St-Gilles (source BRGM)

f) Les effondrements de cavités

Nature du Phénomène et paramètres influençant l’aléa

Il existe à la Réunion des tunnels de lave qui correspondent à des cavités de section métrique à plurimétrique, formées au sein d'une coulée de lave fluide au moment de sa mise en place. Des salles de grande dimension, d'extension décamétrique, ont été observées en plusieurs points de l'île. La longueur de ces cavités souterraines est également variable, de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres, (voire plus d’un kilomètre). Il convient de préciser que les tunnels de lave sur l’île ne sont pas tous connus et que des dimensions plus importantes sont possibles.

Ces tunnels sont naturellement stables. La lave constituant la voûte s'est refroidie in situ et est, de ce fait, généralement bien consolidée.

Toutefois, des effondrements de la voûte peuvent se produire à la suite de travaux ou de dégradations naturelles provoquées par des infiltrations d'eau depuis la surface et par l'action végétale (Illustration 11).

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Illustration 11 : Exemple d’effondrement d’un tunnel de lave

Localisation des tunnels de lave

A l’heure actuelle, ces tunnels de lave ont été principalement découverts dans le Sud, sur les communes de Saint-Philippe, Sainte-Rose et Saint-Joseph, de même que sur la côte ouest, entre Saint -Gilles et l'Étang Salé, et à la plaine des Cafres.


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2.1.4. Mesures prises face au risque mouvement de terrain

Plusieurs natures de mesures existent permettant d’appréhender l’aléa. Certaines d’entre elles, permettent de mieux comprendre les phénomènes naturels et d’autres ont un objectif préventif face au risque. Les reliefs abrupts de la Réunion, sont soumis à une érosion des plus rapides et à des mouvements de terrain pouvant prendre une ampleur considérable, nécessitant un suivi des plus soutenu.

a) La surveillance

Une veille météorologique

Elle prend essentiellement en compte les épisodes de fortes précipitations susceptibles de déclencher des mouvements de terrain. Sur la route du Littoral, un dispositif d’alerte est mis en place afin de prévenir des chutes de blocs. Il est basé sur un suivi du cumul de pluie à l’aide des 4 pluviomètres situés sur le secteur de la falaise et sur l’observation des chutes de blocs par les services de la Région. Les seuils de basculement de la route du littoral suite à l’arrêté n°161 du 09/12/09 sont les suivants :

basculement de 24h pour toute pluie supérieure à 30mm ;

basculement de 48h pour toute pluie supérieure à 50mm.

Ces seuils ont été établis à l’aide d’une approche statistique.

Le recensement des phénomènes historiques

La Base de Données Mouvements de Terrain (BD MVT)

Cette base de données recense une partie des mouvements de terrain survenus à la Réunion depuis 1845. Elle mémorise de façon homogène l’ensemble des informations disponibles sur les situations récentes ou des évènements passés.

Les Dossiers de demande de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle

Les mouvements de terrains déclenchés à la suite d’intempéries exceptionnelles et créant des dégâts au sein des communes font l’objet d’un recensement (presse, enquête auprès des services de l’état et reconnaissances de terrain) dans le but d’instruire un dossier de demande de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle.

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Un suivi de mesures sur site de mouvements de grande ampleur

Ce suivi permet de connaître l’évolution des mouvements de grande ampleur et de mieux appréhender leur dynamique parfois complexe. Ce point sera développé au paragraphe suivant (2.1.5).

b) La prise en compte du risque dans l’aménagement du territoire

L’atlas des risques, document informatif

Dans le cadre de la loi du 22 juillet 1987, l'État se doit de porter à la connaissance du public l'ensemble des phénomènes naturels pouvant faire courir un risque aux personnes et aux biens. Ainsi, ont été réalisées des cartes d’aléas au 1/25000 sur une partie de l’île, constituant des documents informatifs.

Les Plans de Préventions des Risques (PPR), document réglementaire

Le PPR concerne un aléa ou plusieurs types d'aléas (on parle alors de PPR Multi-aléas). Il est généralement réalisé pour une commune, à l’échelle du 1/10 000 et 1/5000 dans les zones à enjeux, et définit les zones inconstructibles, les zones constructibles sous contraintes et sans contraintes vis-à-vis du ou des aléas concernés par le PPR. Ces différentes zones sont définies suivant la nature et le degré d'intensité de ou des aléas étudiés.


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2.1.5. Bilan des méthodes de suivi mises en place et connaissances acquises sur les mouvements de terrain vis-à-vis des facteurs climatiques.

a) Descriptions des moyens mis en œuvre Différents dispositifs d’appareillage, énoncés ci-après, permettent le suivi et la surveillance des mouvements de terrain.

Mesure par analyse photogrammétrique

Un dispositif de photogrammétrie a été mis en place en bordure du cratère Dolomieu (Piton de la Fournaise) dans le cadre du projet UNDERVOLC, mené par l’OVPF3, l’IPGP4 et le BRGM, afin de mesurer les variations morphologiques des flancs internes du cratère (Illustration 12) et ainsi mettre en évidence d’éventuels éboulements voire déceler d’éventuels signes annonciateurs de ces instabilités.

Illustration 12 : Position des deux stations photogrammétriques au bord de Dolomieu (à gauche) – Installation d’une des stations photogrammétriques (à droite) (IPGP/OVPF)

3 OVPF : Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise

4 IPGP : Institut de Physique du Globe de Paris

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Mesure de mouvements superficiels par moyens topographiques classiques, GPS

Des bornes géodésiques ont été mises en place à Basse Vallée en 2007, implantées de part et d’autres de 2 fissures importantes identifiées à proximité de la crête de la falaise des rampes de Basse Vallée (compartiment menaçant la RN2), afin de suivre leur évolution par le biais de relevés périodiques.

Un réseau de bornes géodésiques a par ailleurs été mis en place dans les cirques du Massif du Piton des Neiges. A la fin des années 90, un suivi, qui concernait à Salazie, la RD48 (de 1995 à 2002) et la RD 52 (de 1998 à 2002) a été initié par le service des Routes du département de la Réunion en partenariat avec le BRGM. Des mesures de positionnement GPS ont permis d’appréhender la dynamique des glissements au droit du tracé des routes départementales. D’autres campagnes de mesures ont été réalisées en 2003 et 2007 dans le cadre du projet de recherche sur les mouvements de terrain de grande ampleur dans les cirques et les grandes ravines à La Réunion (programme MVTerre). Elles ont permis de préciser les connaissances relatives à la stabilité des cirques et, en ce qui concerne certains secteurs aux instabilités avérées, de préciser l’évolution spatiale des mouvements et de quantifier les déplacements.

Deux stations GPS permanentes ont été mises en place dans ce contexte sur deux sites de glissements actifs, Hell-Bourg et Grand Ilet (Illustration 13). Ces dispositifs permettent de mieux appréhender, combinées avec les données pluviométriques, les relations pluies / déplacements, et à terme pourraient permettre d’ambitionner le calage de seuils d’alerte voire d’évacuation.

Illustration 13 : Exemple de la station GPS fixe située à Mare à Poule d’eau (BRGM).

Station GPS fixe


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Mesure de déplacements en profondeur avec des inclinomètres et extensomètres

Des extensomètres ont été mis en place fin 2003, sur les remparts du Maïdo et de Mahavel, toujours dans le cadre du projet MVTerre afin de mesurer quotidiennement l'écartement des principales fissures présentes en tête de paroi (Illustration 14) et éventuellement de mettre en évidence des signes précurseurs de prochains éboulements. Une écaille de la route du Littoral a également fait l’objet d’un suivi à l’aide de 3 extensomètres. Celle-ci montra des signes de mouvements en fermeture sur un des extensomètres quelques heures avant son effondrement en mai 2007.

Illustration 14 : Exemple de capteur extensométrique en place sur le site du Maïdo (Nedellec et Cruchet, 2008)

Les dispositifs de mesures hydrologiques et hydrogéologiques présentés ci-après, s’inscrivent comme des dispositifs de quantification du paramètre « eau » prépondérant dans le déclenchement des mouvements de terrain.

Mesure du cumul pluviométrique avec des pluviomètres

L’île de la Réunion dispose d’un réseau de pluviomètres (Illustration 15) géré par Météo-France réparti sur l’ensemble du territoire (Illustration 29).

36 BRGM/RP-59495-FR

Illustration 15 : Exemple du pluviomètre installé à l’Ilet à Vidot – (Cruchet et Aubert, 2003)

Mesures de niveau d’eau souterraine avec des piézomètres.

Trois piézomètres de 100m de profondeur sont en place sur Grand-Ilet. Ils font actuellement l’objet d’un suivi dans le cadre du projet de recherche MVTERRE 2 qui a pour objectif de mieux appréhender ces phénomènes en associant un suivi quantitatif continu des eaux souterraines aux suivis géodésiques et pluviométriques.

Actuellement, cette démarche en est encore qu’au stade de la Recherche.

Mesures hydrologiques des sources

Le suivi du débit de deux sources du plateau de Grand Ilet à Salazie (Clain et Pont de Chien) est également réalisé dans le cadre du projet MVTERRE 2 pour le suivi du glissement de terrain de grande ampleur.

Afin d’enregistrer ces débits, un seuil permettant d’obtenir un niveau de référence horizontal a été construit dans lequel une sonde est installée afin de mesurer la hauteur d’eau existante dans la retenue (Illustration 16 et Illustration 17). Celle-ci est reliée à une station d’acquisition et de stockage des données.

Unité d’acquisition et unité

d’alimentation solaire

Pluviomètre


BRGM/RP-59495-FR 37

Illustration 16 : Schématisation du système de mesure à sonde de pression sur un seuil ( extrait CCTP –construction des seuils de mesure hydrologiques-BRGM – mai 2010)

Illustration 17 : Exemple du seuil mis en place à Pont de Chien ( photo BRGM – décembre 2010)

Position sonde

Ecoulement

38 BRGM/RP-59495-FR

b) Bilan des relations établies par ces méthodes de suivi et de surveillance

Le suivi de certains sites instrumentés (Maïdo, Mahavel, Hell-Bourg et Grand Ilet) a permis d’établir, en première approche, certaines relations avec les conditions climatiques (relations nécessitant d’être confirmées et précisées par la poursuite des opérations de suivi).

Relations climatiques avec les mouvements de terrains de type chutes de blocs, éboulement et écroulement

Relation température / instabilités rocheuses Les résultats des suivis des dispositifs extensométriques sur les 2 sites de Maïdo et de Mahavel, (Nedellec et Cruchet, 2008), ont parfaitement mis en évidence de légers déplacements réversibles induits par les phénomènes de dilatation et de rétractation thermiques issus des contrastes thermiques entre le jour et la nuit (0,1 mm) ou saisonniers (entre la saison chaude et la saison froide) (1 mm). En effet, les températures des hautes planèzes (plus de 2 000 m d'altitude) se singularisent par des contrastes relativement importants : - en Aout (hiver austral) : o température minimale moyenne de + 4° C o température maximale moyenne de + 14° C - en février (été austral) : o température minimale moyenne de + 12° C o température maximale moyenne de + 20° C Il n'est pas rare d'observer du gel en hiver à cette altitude, et dans la même journée en début d'après-midi, des températures dépassant +25° C au soleil.

Relations pluies / instabilités rocheuses

Relations Pluies / Effondrements en masse (cas des Remparts) Sur les sites du Maïdo et Mahavel, concernant les pluies, aucune relation directe n'a pu être mise en évidence entre résultats extensométriques et pluies quotidiennes enregistrées à proximité des sites. En effet, les écroulements de masse ne semblent pas directement liés à une importante mise en pression hydraulique des fractures verticales, rapidement après des pluies exceptionnelles, et provoquant un basculement du pan rocheux.


BRGM/RP-59495-FR 39

Ceci peut s’expliquer notamment par les raisons suivantes :

- la dimension des fractures, souvent importantes sur les sites étudiés, et qui se révèlent extrêmement drainantes, nécessiteraient une alimentation considérable en eau pour permettre le développement de pressions suffisantes pour déplacer un panneau rocheux très volumineux. Par ailleurs, les niveaux scoriacés très ouverts peuvent contribuer au drainage du système.

- les pentes moyennes de la paroi dans le rempart ne sont pas

subverticales, donc les panneaux rocheux ne sont pas proches de l'équilibre gravitaire et par conséquent il serait nécessaire de développer un mouvement horizontal très important (plusieurs mètres, voire plus de 10 m) avant de permettre le basculement des gigantesques panneaux rocheux.

Par ailleurs,

- au niveau du Maïdo, le plateau et les coulées sont inclinées de quelques degrés vers l’Ouest, c’est-à-dire à l'opposé du rempart. Cela signifie que les eaux infiltrées s'écartent rapidement du rempart, ce qui limite la possibilité de mise en pression des fissures ;

- à Mahavel, le pendage des coulées ramène les eaux infiltrées vers le rempart. Cependant l’impluvium sur le plateau entre le rempart et le rempart de l’escarpement de la Plaine des Sables à l’Est est assez étroit : de l’ordre de 300m. Le potentiel d'alimentation en eaux souterraines reste donc limité.

Cependant, si les précipitations n'apparaissent pas comme étant un facteur direct de déclenchement des effondrements de rempart sur les deux sites étudiés (ce constat a été également fait sur d'autres sites de La Réunion comme par exemple l'effondrement du Bras des Roches Noires en décembre 2006) les pluies peuvent avoir une action déstabilisatrice dans le déclenchement des effondrements en masse. Ainsi, A Mahavel, en janvier 2001, aux regards des pluies exceptionnelles enregistrées deux semaines avant l’éboulement d’environ 2 Mm3, on ne peut exclure que les eaux souterraines aient indirectement une action déstabilisatrice vis-à-vis d’une configuration déjà très proche de la rupture, et de toute façon vouée à un effondrement à court ou moyen terme. Le mode de déstabilisation à l'origine des vastes effondrements est le plus souvent assimilable à une rupture de l'assise de la colonne rocheuse sous le poids de cette dernière. En effet, lentement la fracturation se développe en profondeur sous l'action de la décompression et de la fatigue de la roche. De plus, la forme légèrement concave des fissures conduit progressivement à réduire les dimensions en profondeur de l'assise de la colonne rocheuse. Le processus se poursuit jusqu'à ce que la

40 BRGM/RP-59495-FR

contrainte verticale sur la fondation excède la résistance de cette dernière. La rupture est alors assimilable à un essai de compression axial sur échantillon avec développement d'une fracture oblique par rapport à la verticale. Les critères de rupture sont d'autant plus rapidement atteints que l'assise rocheuse est déjà préfracturée ou altérée. Dans ce cadre, les eaux souterraines en fragilisant un peu plus le système peuvent être le déclencheur par anticipation de l'effondrement. Le cas de Mahavel, ainsi que deux autres cas (éboulement en masse au PR11 + 900 de la Falaise du Littoral le 24 mars 2006 (30 000 m3), et de Grand éboulis de la Rivière des pluies en mars 2002 (500 000 m3), (Nedellec et Cruchet, 2008), met en évidence que l’enregistrement de pluies exceptionnelles dans les deux mois qui précèdent, montre que les pluies peuvent avoir une action indirecte :

- soit par sapement du pied de paroi en éliminant une partie de la butée de pied (Rivière des pluies), voire en entamant directement la paroi ;

- soit par action des eaux infiltrées, ayant relativement lentement progressé vers les fissures de la paroi. Ces eaux peuvent agir de différentes façons dans les fissures :

o baisse de cohésion des argiles de remplissage, ce qui réduit la résistance au cisaillement entre les épontes des discontinuités ;

o mise en pression des fissures et meilleur report du poids des colonnes rocheuses sur leur assise ;

o dans une moindre mesure, action de basculement des écailles de roche.

Ceci ne se conçoit que pour des massifs fracturés relativement peu perméables, ou tout au moins présentant des niveaux plus fermés.

Relations Pluies / Chutes de pierre ou de blocs (V<100m3) Les phénomènes de faible et moyenne ampleur sont quant à eux, directement plus sensibles aux actions des eaux infiltrées. Ils se produisent préférentiellement lors d’épisodes pluvieux intenses, comme en témoignent les nombreuses chutes de blocs recensées sur la route de Salazie et celle de Cilaos après chaque épisode pluvieux intense.


BRGM/RP-59495-FR 41

Relations climatiques avec les mouvements de terrains de type glissements de terrain

Concernant l’étude des deux glissements de grande ampleur Hell-Bourg et Grand-Ilet, le suivi historique par mesure GPS réalisé de 1995 à 2001 sur la route d’accès au village d’Hell-Bourg (RD48) a mis en évidence une accélération de déformations après chaque période pluvieuse, ce qui a été confirmé par de nouvelles mesures effectuées en 2002 après le passage du cyclone Dina. Des dispositifs supplémentaires ont été mis en place, dans le cadre du projet MVTerre, en 2003 sur ces deux sites afin de mieux appréhender les relations pluies / déplacements. Ainsi, les sites d’Hell-Bourg et Grand Ilet ont chacun été instrumentés par une station GPS fixe et une station pluviométrique. Les premiers résultats du suivi de ces deux sites, (Bellanger et Aunay, 2008), ont mis en évidence les points suivants : L’analyse combinée de la pluviométrie et des déplacements a montré qu’il existe une relation directe pluies/déplacements. Cela s’explique probablement par un phénomène de mise en pression des surfaces de cisaillement par les eaux d’infiltration rejoignant le corps des glissements. Toutefois, la persistance d’un déplacement minimum en période sèche alors que les sources sont à l’étiage, montre que les masses instables ont une capacité à glisser purement gravitairement. La résistance au cisaillement résiduelle des surfaces de glissement, acquise en grands déplacements, ne suffit plus à contenir la masse glissée. La pluviométrie joue donc le rôle d’accélérateur des mouvements, et n’a donc pas un effet purement déclencheur. La réactivité rapide du système pluies/déplacements tend à démontrer que la part d’infiltration vers les plans de glissement est très importante. Elle pourrait ainsi s’expliquer par le fait que ces infiltrations se font prioritairement, et de façon assez directe, par le biais d’un réseau de fissures émergeant en surface et sont entretenues, dans un second temps, par les infiltrations directes à travers le matériel brèchique constituant les corps des deux glissements de terrain. Il est présenté ci-après (Illustration 18 et Illustration 19), des courbes de déplacement et vitesse de déplacement mis en relation avec la pluviométrie permettant de visualiser les corrélations entre la pluviométrie et les phases d’accélération du mouvement.

42 BRGM/RP-59495-FR

Illustration 18 : Hell-Bourg : déplacements (mesurés et reconstitués par le modèle Tempo)en fonction de la pluviométrie (Bellanger et Aunay, 2008)

Illustration 19 : Hell-Bourg : vitesse de déplacement en fonction de la pluviométrie (Bellanger et Aunay, 2008)

A partir des résultats cumulés sur chaque saison, l’analyse combinée de la pluviométrie et des déplacements, réalisée à partir du logiciel Tempo développé en interne par le BRGM, tend à mettre en lumière le fait que la relation directe entre ces deux paramètres est linéaire. Les simulations indiquent notamment :

- que les déplacements sont directement proportionnels à la quantité d’eau tombée au cours de la saison humide (et donc en mesure de s’infiltrer dans la zone en mouvement) ;

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- que l’occurrence de saisons cycloniques très arrosées ne génère pas « d’emballement » du glissement, ce qui laisse supposer que les matériaux glissés conservent une certaine résistance au cisaillement ;

- qu’il est nécessaire de dépasser un cumul pluviométrique sur la saison pour que les mouvements connaissent une accélération significative (1200 mm sur Hell-Bourg, 2400 mm sur Grand Ilet).

Toutefois, les avancées sur la connaissance des relations pluies/déplacements restent encore du domaine de la recherche et par conséquent nécessitent d’être confortées par la poursuite du travail d’acquisition et d’interprétation de données au sein du projet de recherche MVTerre2 actuellement en cours.

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Relations climatiques avec l’érosion des sols

Une étude intitulée « Cartographie de l’aléa « érosion des sols » à la Réunion », a été réalisée par le BRGM (Chevalier et al., 2001 et 2002) consistant à établir la cartographie des différents types de sols érosifs et de l’aléa érosion sur l’ensemble du territoire de l’Ile. Cette étude met en évidence la diversité des processus intervenant dans les phénomènes érosifs (érosion hydrique, éolienne, côtière…). L'agent morphogène naturel prédominant est l'eau qui, de par les apports en pluie, agit en érosion diffuse (érosion superficielle en nappe) et concentrée (rigole et ravinement). Le rôle du vent et de la houle sont aussi mentionnés en ce qui concerne la dynamique littorale, mais leur intervention reste mineure sur l’ensemble de la superficie de l’île.

Un modèle théorique et numérique d’érosion a été construit au sein d’un Système d’Information géographique. Il est basé sur la connaissance de terrain d’un collège d’ingénieurs/chercheurs d’organismes présents à la Réunion (BRGM, CIRAD, APR), dont le rôle a été de déterminer au sein d’un « arbre de décision » les différents cas d’interactions et de résultats possibles entre les différents facteurs d’érosion à partir des données : - du substratum (géologie et pédologie), - de l’occupation du sol (version corrigée de la BD Topo de l’IGN) - des saisons (cycloniques, orageuses et fraîches) définies de la manière suivante,

- une saison cyclonique, allant de décembre à mars ; - une saison orageuse/pluvieuse, allant d’avril à juillet (des cyclones tardifs

peuvent survenir en avril, en ayant un impact comparable à celui d'un gros orage) ;

- une saison sèche/fraîche, allant d’août à novembre. A ces données, il a été combiné des données relatives à : - la topographie (facteur Ls du modèle RUSLE3D, issu de Wishmeier) - la pluviométrie (modèle de Bargeas, 1984).

Concernant les précipitations, d’après l'analyse des données concrètes de mesures d'érosion à la Réunion disponibles en bibliographie, il s'est avéré que c'est la hauteur des précipitations, et non leur intensité, qui est directement corrélée au taux d'érosion, quand on considère l'érosion sur un large pas de temps, de l'ordre de l'année ; alors qu'à l'échelle de l'événement pluvieux, c'est bien l'intensité qui garde l'influence la plus forte. Ainsi, pour l’approche de type aléa, c'est la hauteur des précipitations qui a été retenue.

Les produits cartographiques qui en résultent font apparaitre la répartition spatiale de l’aléa érosion selon une intensité et une occurrence graduelle en trois saisons (fraiche, orageuse et cyclonique). Ce modèle a été conçu de manière à représenter l’érosion hydrique, identifiée comme le processus majeur. Il ne prend donc pas en compte les types d’érosion liés au vent ou à la houle qui, dans une moindre mesure, participe néanmoins à la dynamique morphogénique globale de l’île


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Illustration 20 : Aléa érosif en saison fraiche (A) ; orageuse (B) et cyclonique (C) (Chevallier et al, 2002)

Les résultats cartographiques font apparaître la gradation saisonnière de l’intensité de l’aléa mais aussi le « contrôle » exercé par les paramètres non climatiques (substrat, topographie, occupation du sol) en période « ordinaire » (saison fraîche).

A B

C

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2.1.6. Synthèse de la sensibilité de l’aléa mouvement de terrain face aux paramètres climatiques

L’apparition d’un mouvement de terrain est la conjonction de plusieurs facteurs qui peuvent être :

- permanents : c’est à-dire peu ou pas variable dans le temps (géologie : nature et propriétés des matériaux, présence de plans de rupture préférentiels, pente des terrains,..) ;

- semi-permanents : c’est-à-dire évolutifs dans le temps (teneur en eau des matériaux, érosion en bas de pente, ..).

Les facteurs climatiques peuvent jouer un rôle direct (facteur déclenchant) ou indirect dans l’apparition d’un mouvement de terrain. Une synthèse de la sensibilité de l’aléa face à ces paramètres est présentée ci-après pour chaque typologie de mouvement de terrain.

GLISSEMENT DE TERRAIN

Paramètre climatique

Sensibilité de l’aléa face au paramètre climatique

Phénomène associé

Précipitations Relation directe pluie/mouvement de terrain

Infiltration importante dans le corps du glissement

Accélération du mouvement de terrain significative à partir d’un certain cumul

pluviométrique

Circulation d’eau souterraine Développement de surpressions préjudiciables (mise en pression des

surfaces de cisaillement)

Saturation des sols Perte de cohésion des niveaux meubles

Vent Sensibilité de la couverture végétale

effet de levier par les ligneux sous l’effet du vent pouvant déstabiliser les terrains et

favoriser les infiltrations d’eau

Température Sensibilité à la sécheresse période de sécheresse entrainant desquamation des terrains de

couverture et de façon induite des instabilités d’ampleur variable

Contraste thermique sollicitations cycliques entrainant une « fatigue » des niveaux de surface

Tableau 1 : Sensibilité de l’aléa glissement de terrain face aux paramètres climatiques


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INSTABILITES ROCHEUSES




Température Contraste thermique Sollicitation cyclique générant la fatigue du matériau et favorise sa baisse de

résistance, provoquant chutes de pierres et blocs

Vent Action directe du vent sur une paroi rocheuse

Sollicitation cyclique générant la fatigue du matériau et favorise sa baisse de résistance

(effet balancier)

Action violente du vent déracinant des arbres en paroi

Provoque chutes de blocs ou éboulements, les systèmes racinaires pouvant contribuer

à écarter les compartiments rocheux

Précipitations Infiltration ou résurgence d’eau

Favorise l’altération et donc la baisse de résistance du matériau dans les zones infiltrées. Favorise également l’érosion

différentielle par ruissellement superficiel et ainsi la création de zones de surplomb

favorables aux décrochements (exemple de l’alternance scories / niveaux laviques

massifs)

Mise en pression d’eau dans les discontinuités en arrière des compartiments

potentiellement instables

Tableau 2 : Sensibilité de l’aléa chute de blocs et éboulements face aux paramètres climatiques

Pour les effondrements de grande ampleur, les paramètres climatiques et notamment pluviométriques n’agissent pas comme facteur véritablement prépondérant de l’instabilité rocheuse, mais sont généralement la « goutte d’eau » qui suffit pour déstabiliser des compartiments rocheux déjà très proches de l’équilibre. Dans ce cas, les facteurs déclenchants peuvent être difficilement perceptibles. Par exemple, la fatigue des matériaux provoquée par d’innombrables petits chargements cycliques (mise en pression puis décharge des fractures, chocs thermiques, vent) peut suffire à terme à provoquer une déstabilisation soudaine de parois sans qu’un facteur déclenchant soit réellement identifiable. De même, la lente altération du matériau par les agents météoriques peut entraîner des ruptures brutales lorsque l’état d’équilibre est atteint.

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EROSION DE SOL




Précipitations Effet « splash » L’impact des gouttes d’eau désagrège le sol

Battance Les particules fines déplacées par l’impact des gouttes de pluies sont placées entre

des éléments plus grossiers et ferment les pores du sol limitant ainsi la capacité d’infiltration de celui-ci et favorisant le

ruissellement

Saturation du sol Lorsque l’intensité des pluies est supérieure au pouvoir d’absorption du sol, les eaux

ruissellent sur la surface du sol, emportant des particules de sol

Vitesse et concentration du filet d’eau

Dans les zones à fortes pentes, les vitesses d’écoulement de l’eau en surface

augmentent, intensifiant ainsi le pouvoir érosif du filet d’eau sur le sol (arrachement

et transport des particules du sol

Vent Arrachement de la couverture végétale

Mise à nu du sol favorisant ainsi son érosion par les agents météoriques

Tableau 3 : Sensibilité de l’aléa érosion de sol face aux paramètres climatiques

L’intensité de ce phénomène dépend notamment de l’importance du couvert végétal qui s’oppose au ruissellement en absorbant l’eau et protégeant la surface du sol.


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EROSION DE BERGE




Précipitations Infiltration d’eau dans les terrains constituant la berge

Favorise l’altération et donc la baisse de résistance du matériau dans les zones

infiltrées au niveau des berges ainsi que le ravinement superficiel fragilisant la berge

Force d’écoulement des eaux

Sapement du pied des berges conduisant au glissement ou à l’éboulement de la berge

par suppression de la butée de pied qui assurait l’équilibre

Tableau 4 : Sensibilité de l’aléa érosion de berge face aux paramètres climatiques

Les phénomènes d’érosion de berges sont plus conséquents pour les berges constituées de matériaux meubles et par ailleurs fortement encaissées.

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2.2. LES INONDATIONS

2.2.1. Définition du phénomène

Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « inondations » (MATE et METL, 1999), une inondation désigne un recouvrement d’eau qui déborde du lit mineur ou qui afflue dans les talwegs ou les dépressions.

On distingue différents types d’inondations à la Réunion :

- Le débordement direct d’un cours d’eau par submersion de berges ou par contournement d’un système d’endiguements limités. Il concerne surtout les ravines non encaissées sur les flancs du volcan et les plaines côtières (Illustration 21).

Illustration 21 : schématisation d’inondation par débordement d’un cours d’eau et concentration du ruissellement dans une ravine

- Le débordement indirect d’un cours d’eau par remontée de l’eau dans les réseaux d’assainissement ou d’eaux pluviales, par remontée de nappes alluviales (ex : La Saline), par la rupture d’un système d’endiguement ou d’autres ouvrages de protection (Illustration 22).

Illustration 22 : Schématisation d’une inondation par stagnation des eaux pluviales sur une zone plane et par remontée de la nappe phréatique

- La stagnation d’eaux pluviales liée à une capacité insuffisante d’infiltration, d’évacuation des sols ou du réseau d’eaux pluviales, lors de pluies anormales.

- Le ruissellement pluvial notamment en secteur urbain (ex. : Saint-Benoît) : des orages intenses (plusieurs dizaines de mm de pluie par heure) peuvent occasionner un très fort ruissellement qui va saturer les capacités du réseau d’évacuation des eaux pluviales et conduire à des inondations concernant tout


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ou partie d’une agglomération et pouvant être localisées aux points bas des villes (Illustration 23).

Illustration 23 : schématisation d’une inondation en secteur urbain : ruissellement et saturation du réseau d’évacuation

- La submersion de zones littorales ou lacustres (ex. : Saint-Paul, Sainte-Suzanne) du fait de la présence de facteurs anormaux liés à l’océan (fortes houles, marées de tempête). Outre l’action propre de l’océan, ces phénomènes peuvent provoquer le débordement des cours d’eau qui débouchent à l’océan (Illustration 24).

Illustration 24 : Schématisation d’une inondation par submersion des zones littorales

Illustration 25 : Radier de la ravine du Chaudron submergé au niveau du stade de l’Est et de carrefour à Saint-Denis lors du passage de Dina (photo Météo France,2002)

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Illustration 26 : Inondation à Saint-Paul, Cocoteraie lors du passage de Dina (photo Météo-France, 2002)

Cas particulier : les laves torrentielles

Les laves torrentielles se forment dans le lit des torrents au cours d’une crue liquide, lorsqu’une grande quantité de matériaux meubles y est mobilisable. Elles se comportent comme un fluide visqueux très dense, dans lequel les blocs paraissent flotter dans une pâte boueuse. Elles ont un pouvoir destructeur plus important qu’une crue torrentielle de débit équivalent en raison de la densité élevée, de la vitesse de déplacement et de la quantité de matériau charrié. Lorsqu’une lave torrentielle survient, l’écoulement liquide du torrent s’arrête. Alternent alors des successions de bouchons (embâcles) et de coulées boueuses (débâcles) qui déferlent dans le lit du torrent (Illustration 27).

Illustration 27 : Structure d’une lave torrentielle

Bourrelet frontal constitué des plus gros blocs

Corps de la coulée


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2.2.2. Localisation du phénomène inondation sur l’île

La Réunion présente un réseau hydrographique dense. Les zones inondables se situent principalement sur les zones basses littorales et les zones de dépressions topographiques, très présentes dans les cirques (Illustration 28).

Illustration 28 : Carte du réseau hydrographique de la Réunion et des principales zones inondables (DDRM, Février 2008)

2.2.3. Paramètres influençant l’aléa

Différents paramètres contribuent au processus d’augmentation temporaire du débit d’un cours d’eau. On distingue notamment :

- l'eau mobilisable, constituée de l'eau reçue par le bassin versant ;

- le ruissellement, qui correspond à la part de l'eau qui n'a pu s'infiltrer dans le sol. Il dépend de la nature et de l’occupation du sol, ainsi que de l'intensité de l'épisode pluvieux ;

- le temps de concentration, qui est défini par la durée nécessaire pour qu'une goutte d'eau partant du point le plus éloigné de l'exutoire du bassin versant parvienne jusqu'à celui-ci ;

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- la propagation de l'onde de crue, qui est fonction de la structure du lit et de la vallée alluviale, notamment de la pente et des caractéristiques du champ d'inondation.

La formule rationnelle permettant de calculer le débit, rappelée ci-après, montre bien que celui-ci est directement proportionnel au coefficient de ruissellement et à l’intensité des pluies.

Qestimé(m3/s)=Surface(m2)*Intensité(m/s)*Coeff.ruissellement (sans unité)

Ainsi, le débit du cours d’eau est directement lié à l’intensité maximale de l’évènement pluvieux ainsi qu’aux pluies moyennes précédent cet évènement à travers le coefficient de ruissellement.

De nombreux paramètres influencent l'apparition d'une crue :

- en premier lieu la quantité et surtout la répartition spatiale et temporelle des pluies, par rapport au bassin versant. Le contexte réunionnais se caractérise par des épisodes pluvieux de forte intensité, d’autant plus préjudiciables qu’ils sont en mesure de déverser des cumuls très importants sur des bassins versants de superficie relativement modeste ;

- la nature et l'occupation du sol dictent l'évaporation et la consommation d'eau par les plantes. L'absorption d'eau par le sol, l'infiltration dans le sous-sol ou le ruissellement influencent fortement le temps de concentration des eaux. Enfin, la topographie du lit, la pente et la forme du bassin versant jouent également un rôle important dans la genèse de la crue ;

- à ces paramètres s’ajoutent des facteurs naturels aggravants, comme la formation et la rupture d'embâcles. Les matériaux flottants transportés par le courant peuvent en effet s'accumuler en amont des passages étroits, des ouvrages hydrauliques. La rupture éventuelle de ces embâcles peut provoquer une onde puissante et destructrice en aval.


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2.2.4. Mesures prises face au risque inondation

L’aléa inondation à La Réunion s’exprime sous ses différentes formes (inondations de zone basse littorale, crues « éclair », crues et laves torrentielles), et touche régulièrement, en particulier lors du passage de dépressions tropicales ou de cyclones, l’ensemble de l’île. La diversité et spécificité de chacun des bassins versants de l’Ile rend la gestion du risque inondation très complexe. Aujourd’hui plusieurs mesures existent et sont en cours de réalisation afin de mieux appréhender cet aléa.

a) La surveillance

La vigilance météorologique

Une alerte forte pluie est donnée par Météo-France en cas de dépassement de seuil de pluies, déterminés de manière statistique. L’avis de forte pluie est donné si : - le cumul de pluie est > 40 mm en 3 h ; - le cumul de pluie est > 70 mm en 6 h ; - le cumul de pluie est > 100 mm en 12 h …. Il est par ailleurs, donné par zone (l’île est découpée en 5 zones non homogènes) et contient les informations suivantes : - la quantité de pluie prévue ou observée ; - le risque d’occurrence ; - le secteur concerné.

L’alerte est en moyenne donnée 70 fois par an.

Moyens d’observations

Les informations pluviométriques sont fournies à l’aide des moyens suivants :

- images radar, issues du radar météorologique sur la commune de St Denis ; - relevés pluviométriques aux stations automatiques, dont la répartition de

l’ensemble des points de suivis sur l’ensemble de l’ile est localisée sur l’illustration ci-après ;

- images satellites lorsqu’elles sont disponibles.

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Illustration 29 : Réseau climatologique de La Réunion. (Source Météo-France Réunion, 2003)

Moyens de suivi des eaux de surface

En termes de suivi des eaux de surface, l’Office de l’eau a mis en place un réseau des eaux de surface qui a été conçu pour disposer d’une connaissance du fonctionnement des cours d’eau, grâce à la mesure des hauteurs d'eau et des débits. Les réseaux de suivi des eaux de surface sont composés de 445 points de mesure dont 55 stations automatisées. On y distingue :

- le réseau de suivi hydrométrique du bassin Réunion : connaissance générale du régime hydrologique en milieu non influencé ;

- le réseau de suivi des infiltrations profondes : estimation des infiltrations profondes en planèze sur des bassins versants de référence ;

- le réseau de bulletin de situation hydrologique du bassin Réunion : état statistique de l'évolution des ressources en eau de surface sur le bassin Réunion à fréquence trimestrielle.

Les données issues de ces réseaux alimentent la banque de données de l’Office de l'eau Réunion et HYDRO, la banque nationale de données hydrologiques. L’office de l’eau a mis en place également un réseau des eaux souterraines. Les réseaux de suivi des eaux souterraines se composent de 247 ouvrages (forages, puits, piézomètres) dont 58 stations automatisées Ces réseaux permettent la connaissance du fonctionnement des aquifères par l’enregistrement de niveaux piézométriques. On y distingue :

http://www.banquededonnees.eaureunion.fr/


http://www.hydro.eaufrance.fr/


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- le réseau de suivi piézométrique du bassin Réunion : connaissance générale des évolutions piézométriques à long terme sur les principales nappes du bassin Réunion ;

- le réseau de bulletin de situation piézométrique : état statistique de l'évolution des ressources en eau souterraine sur le bassin Réunion à fréquence trimestrielle.

Les données issues de ces réseaux alimentent la banque de données de l’Office de l'eau Réunion et ADES, la banque nationale pour les données sur les eaux souterraines.

b) La prise en compte du risque dans l’aménagement du territoire

Comme il a été explicité au paragraphe 2.1.4, il existe deux documents cartographiques jouant un rôle préventif face au risque : - L’atlas des risques, document informatif - Les Plans de Préventions des Risques (PPR), document réglementaire

c) Limites des mesures mises en œuvre face au risque Aucun dispositif d’annonce de crue n’existe aujourd’hui à la Réunion du fait des particularités physiques et naturelles de l’île, qui compliquent fortement la mise en œuvre d’un dispositif d’annonce de crue opérationnel et fiable tel que le SCHAPI5 en métropole. Parmi ces particularités réunionnaises, on peut notamment citer :

- un régime pluviométrique exceptionnel, qui génère - lors des crues - des débits liquides considérables ;

- une érosion active sur un relief jeune et très marqué, qui fournit au réseau hydrographique des volumes de matériaux exceptionnels ;

- des conditions d'écoulement extrêmes liées à l'ampleur des débits (liquide et solide) et à la forte pente.

Ainsi, la très grande variabilité dans l’espace et dans le temps des précipitations intenses rend très difficile l’évaluation de la lame d’eau précipitée à l’échelle des petits bassins versants à forte pente. La rapidité des réponses hydrologiques des bassins versants (de l’ordre de quelques heures), constitue le principal facteur limitant à la capacité de prévision des crues torrentielles à La Réunion. Par ailleurs, en période de crue, la quantité de matériaux solides transportés par le cours d’eau réunionnais peut modifier considérablement et de manière tout à fait aléatoire les conditions de l’écoulement, du débit liquide jusqu’aux laves torrentielles.

5 SCHAPI : Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations



http://www.ades.eaufrance.fr/

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Il est nécessaire, de travailler le plus en amont possible afin de mieux anticiper les évènements météorologiques. Pour se faire, il est nécessaire d’améliorer la connaissance des cours d’eau et de leur comportement en temps réel, et d’affiner la précision de la relation pluie/débit.

d) Mesures en cours Actuellement, la DEAL de la Réunion travaille conjointement avec la Direction Régionale de Météo-France à la Réunion à la création d'une Cellule de Veille Hydrologique. Celle-ci sera chargée d'apporter une expertise sur le risque de crues avec la meilleure anticipation possible, sur le périmètre d'intervention défini dans le schéma directeur de la prévision des crues du bassin hydrographique de la Réunion (rédaction programmée en 2011). Depuis 2009, la DEAL s'attache à développer son réseau de mesure de hauteur dans les rivières. Depuis 2010, les études s'orientent vers l'identification d'indicateurs de crues, simples et aussi robustes que possible. L'installation d'un second radar météorologique sur la commune du Tampon (opérationnel pour la saison cyclonique 2011-2012) devrait permettre d'améliorer la prévision des précipitations, données dispensables à la vieille hydrologique. Par ailleurs, un travail de recherche (projet INTRACRUE), est engagé par l’Office de l’eau, l’Université de la Réunion et l’Université de Bretagne Occidentale, afin de concevoir, développer et mettre en œuvre un outil de suivi quantitatif des rivières à fonds mobiles, adapté au contexte torrentiel de la Réunion et répondant aux exigences de la Directive Cadre sur l’eau. Cet outil doit en théorie permettre de mesurer les débits et les transferts de matière à partir d’un système automatisé d’acquisition et de traitement des images. Ce programme de recherche INTRACRUE se déroulera jusqu’à fin 2013. Enfin, un projet sur l’impact du changement climatique sur les hydrosystèmes et les milieux côtiers, élaboré en collaboration avec La Direction de l’Eau et de la Biodiversité (DEB), la Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR), la Direction Générale de l’Energie et du Climat (DGEC) et le Commissariat Général au Développement Durable (CGDD) est actuellement en cours. L’objectif de ce projet intitulé « Explore 2070 » est, à partir de différents scénarios climatiques, démographiques et socio-économiques, d’élaborer et d’évaluer des stratégies d’adaptation au changement climatique face à l’évolution des hydrosystèmes et des milieux côtiers à l’horizon 2050-2070, pour la métropole et les départements d’outre-mer. A l’aide d’une approche systémique, il s’agit de concevoir des stratégies d’adaptation permettant d’anticiper les défis majeurs du changement climatique et d’élaborer, pour chacune d’elles, une feuille de route visant à minimiser les risques et les coûts associés (financiers, humains, environnementaux). Le projet « Explore 2070 » s’inscrit dans une perspective à long terme et a pour ambition de devenir une étude référence en termes de stratégies d’adaptation au changement climatique en France et outre-mer.


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En termes de dommages liés aux catastrophes naturelles, il est intéressant d’ajouter, que le coût moyen annuel des catastrophes naturelles résulte de l’intégration du coût des dommages engendrés pour toutes les périodes de retour. L’ Illustration 30 permet de constater que les crues de période de retour moyenne représentent une part non négligeable de dommages engendrés. Ainsi, il est important de ne pas limiter l’analyse des phénomènes aux phénomènes extrêmes, mais également de considérer les évènements moins catastrophiques, pouvant par leur fréquence, induire des dommages tout aussi importants.

Illustration 30 – Courbe de dommage moyen annuel (adapté d’Erdlenbruch et al., 2008)

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2.2.5. Synthèse de la sensibilité de l’aléa inondation faces aux paramètres climatiques

INONDATION




Précipitations Augmentation du débit du cours d’eau

Débordement du lit et inondation des zones en aval

Accumulation massive des matériaux mobilisables pouvant entrainer la création de

phénomènes aggravants (lave torrentielle, embâcle, débâcle)

Saturation des sols Ruissellement en surface, vitesse d’écoulement et hauteur d’eau plus ou moins importants selon la nature et topographie du

terrain

Saturation des ouvrages hydrauliques

Remontée de l’eau dans les réseaux d’assainissement et pluviales, ruissellement

en surface, écoulements plus ou moins importants et rapides dans les rues

Tableau 5 : Sensibilité de l’aléa inondation face aux paramètres climatiques


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2.3. LES ALEAS COTIERS

2.3.1. Définition des phénomènes

Les phénomènes naturels littoraux considérés dans la présente étude sont l’érosion côtière et la submersion marine.

a) Erosion côtière

Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « littoraux » (MATE et METL, 1997), le recul du trait de côte est le déplacement vers l’intérieur des terres de la limite entre le domaine marin et le domaine continental. C’est la conséquence d’une perte de matériaux sous l’effet de l’érosion marine, combinée parfois à des actions continentales.

Le recul du trait de côte peut affecter différents types de formations : des cordons littoraux constitués de sable ou de galets, ou des falaises de nature géologique très diverse.

Il est important de noter que l’érosion peut être générée ou accélérée par l’homme, particulièrement sur les côtes sableuses (surfréquentation des cordons sédimentaires qui détruit la végétation ou empêche son développement et expose le sable à l’action du vent, extraction de matériaux et ouvrages côtiers qui modifient les échanges sédimentaires,etc..)

Erosion des côtes à falaise

Les falaises constituent des formes littorales d’ablation. Elles sont issues de l’action mécanique des vagues qui, par mitraillage du pied de falaise par les galets et les phénomènes de compression et décompression, sont responsables d’un sous-cavage. Ainsi se crée un surplomb qui provoque des éboulements massifs par à-coup (Illustration 31 et Illustration 32).

Illustration 31 – Recul classique d’une falaise

BRGM

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Le haut du versant évolue également sous l’action des infiltrations qui peuvent créer des glissements ou des effondrements.

Illustration 32 : Fracture (A) et sous-cavage (B) des falaises basaltiques de la Possession (De La Torre et al. , 2008)

Erosion de côtes basses (cordons sédimentaires)

Les cordons sédimentaires (plage ou cordon de galets) sont des formes littorales d’accumulation.

Le recul du trait de côte sur ces cordons résulte d’un déficit sédimentaire. En effet la stabilité d’un cordon dépend de l’équilibre de son budget sédimentaire. Cet équilibre résulte du bilan entre les apports de sédiment venant de la côte alentour (transport de sédiments par la dérive littorale) et des rivières d’une part et des pertes issues principalement de l’action des vagues et du vent (Illustration 33, Illustration 34).

Illustration 33 : Action de l’érosion visible au niveau des racines des filaos mises à nues sur la plage de l’Hermitage


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Illustration 34 – Transits sédimentaires d’un cordon littoral (adapté d’après Paskoff, 1998)

b) Submersion marine

Selon le Guide méthodologique d’élaboration des PPR « littoraux » (MATE et METL, 1997), les submersions marines sont des inondations temporaires de la zone côtière par la mer dans les conditions météorologiques (fortes dépression et vent de mer) et marégraphies sévères provoquant des ondes de tempête. Elles envahissent en général des terrains situés en dessous du niveau des plus hautes mers, mais aussi parfois au-dessus si des projections d’eaux marines franchissent le cordon sédimentaire ou des ouvrages de protection.

Les submersions marines correspondent au niveau extrême atteint par la mer (Illustration 35). Ce dernier conjugue :

- la marée astronomique ;

- la surcote météorologique ou atmosphérique (effets de la pression atmosphérique et du vent) ;

Le passage d’un important système dépressionnaire (cyclone, tempête) est caractérisé par des variations du niveau marin selon deux mécanismes :

64 BRGM/RP-59495-FR

- la chute de pression atmosphérique entraîne une surélévation du niveau du plan d’eau. C’est le phénomène de baromètre inverse. Une diminution d’1 hPa équivaut par exemple à une élévation d’1 cm du plan d’eau ; - le vent génère des courants dans la masse d’eau poussant l’eau vers certaines zones. Si la bathymétrie est faible, les contre-courants ne peuvent s’installer induisant une accumulation d’eau responsable d’une surcote.

- la surcote liée aux vagues (« wave set-up ») ;

A l’approche de la côte, les vagues déferlent (Illustration 36) : elles transfèrent leur énergie sur la colonne d’eau, provoquant une élévation moyenne du plan d’eau (set-up). Cette force induite par la houle est appelée « tension de radiation ». Son intensité varie en fonction des hauteurs et des directions de vagues, elles-mêmes dépendantes des phénomènes de gonflement (shoaling), de réfraction, de diffraction et de dissipation qui ont lieu au niveau des côtes.

- le jet de rive (swash) et le run-up ;

Pour obtenir le niveau instantané de la mer sur le rivage, il faut tenir compte par ailleurs du jet de rive (swash), c'est-à-dire le flux et le reflux des vagues sur la plage ou tout autre plan incliné (talus de digue par exemple). On appelle run-up la hauteur d’eau maximale atteinte par la mer au-dessus de son niveau moyen.

Illustration 35 : Représentation schématique du niveau marin extrême (Cariolet et Suanez, 2008)

La part relative de la surcote atmosphérique et de la surcote associée à la houle dans la surcote totale est fortement dépendante de la bathymétrie du domaine considéré. En présence d’un plateau continental large, c'est-à-dire une zone de pente douce et de profondeur limitée, l’action du forçage atmosphérique est généralement prépondérante. Par contre, lorsque les pentes sont fortes et que les côtes sont protégées par des récifs par exemple, c’est la surcote associée à la houle qui prédomine.


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Illustration 36 : houle cyclonique au Barachois lors du passage de Dina ( photo Météo France, 2002)

2.3.2. Localisation des phénomènes côtiers se produisant sur l’île

L’ensemble des communes littorales est fortement exposé au risque côtier.

2.3.3. Paramètres influençant l’aléa

a) Le vent

A La Réunion, les vents dominants instaurés par le régime constant des alizés, proviennent du secteur Est-Sud-Est (Illustration 37), avec toutefois des variations localisées selon les facteurs orographiques et thermiques qui rend toute généralisation hasardeuse à l’échelle de l’île (Illustration 38).

Illustration 37 - Origine des vents dominants à La Réunion (Cordier, 2007)

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Illustration 38 : Distribution des vents de l’ïle (source Météo-France)

Le vent déplace les sables, et s’il souffle vers la terre, les sédiments sont transportés en arrière des plages où ils forment des dunes. Les dunes peuvent être de deux types :

- les dunes bordières qui jouent un rôle très important dans la dynamique sédimentaire de la plage car elles constituent un stock de sable en haut de plage. Les vagues de tempêtes prélèvent les sédiments sur cette dune et les transportent vers l’avant plage. En période calme, la dune bordière se reconstitue par migration des sables de l’avant plage vers le haut de plage ;

- les dunes littorales, qui s’édifient à l’intérieur des terres constituent une perte de matériel pour la plage. Ces dunes sont fréquentes à La Réunion, sur tout le littoral occidental, et s’étendent loin dans les terres, notamment dans les secteurs de Saint-Gilles et de La Saline et de l’Etang Salé (Cordier, 2007).

b) L’hydrodynamique marine

La houle

La Réunion est exposée à trois types de houle (Illustration 39).

Les houles d’alizés sont les plus fréquentes, de secteur dominant Sud-Est. A proximité du rivage, ces houles sont à l’origine de deux dérives littorales, contournant l’île par l’Est et l’Ouest, et dont les courants convergent du côté opposé, entre la Pointe des Galets et l’embouchure de la Rivière des Galets. Ces houles d’alizés présentent une hauteur moyenne d’environ 2 m sur la côte au vent, amplitude plus marquée en saison fraîche (mai-octobre) et atténuée en saison chaude (novembre-avril). Leur période est comprise entre 9 et 12 secondes.


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Les houles australes, de plus grande longueur d’onde (période comprise entre 12 et 20 secondes), sont caractérisées par une hauteur moyenne de 3 à 4 m. Elles proviennent de tempêtes formées à 3000 km au large, dans la zone tempéré de l’hémisphère Sud et atteignent les rivages réunionnais 15 à 25 jours par an. Ces houles sont particulièrement érosives et peuvent également être à l’origine d’importantes submersions.

Les houles cycloniques correspondent, quant à elles, à des épisodes très énergétiques, concentrés sur quelques jours par an (de 48 à 72 h), entre novembre et mars. Dépendantes de la trajectoire des cyclones, ces houles s’observent le plus souvent dans les secteurs Nord-Est à Nord-Ouest de l’île et concernent donc particulièrement le littoral « Port-Possession ». Elles peuvent atteindre une hauteur maximale d’une dizaine de mètres (moyenne de l’ordre de 5 à 7 m).

Illustration 39 : Les différents régimes de houles à La réunion (Météo France, 2009)

La marée

Dans cette partie de l’Océan Indien, la marée est de type semi-diurne à inégalité diurne (il y a deux cycles de marée par jour mais les hauteurs des pleines mers ou des basses mers consécutives peuvent être très différentes). En temps normal, les

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variations du niveau de la mer, liées à la marée, sont suffisamment faibles pour ne pas jouer un rôle important dans la dynamique morphosédimentaire (marée microtidale comprise entre 0,10 et 0,90 m).

Les courants

Si les courants océaniques ont des vitesses trop faibles pour influencer la dynamique côtière, les courants côtiers, liés soit à la houle (dérive littorale abordée ci-dessus) soit à la marée peuvent jouer un rôle notable dans le transport sédimentaire.

c) L’hydrologie « continentale »

Conditionnant le transport par ruissellement et écoulement du matériel détritique provenant de l’érosion des bassins versants, l’hydrologie « continentale » est le vecteur des apports sédimentaires à la côte.

La violence des précipitations, notamment en période cyclonique, combinée à l’encaissement des ravines, contribuent au développement de crues torrentielles, favorables aux apports solides en mer (blocs, galets, sables) et alimentant alors les embouchures et les cordons littoraux limitrophes.

d) Les épisodes extrêmes

La période cyclonique s’étale de novembre à avril, avec une récurrence plus importante des évènements pour les mois de janvier et février.

La puissance des vents occasionnés pendant ces évènements extrêmes, favorise la perte de sable par déflation6. Les vagues générées par les houles cycloniques attaquent directement le haut des plages, d’une part en emportant d’importants volumes de sédiments et d’autre part, chargées de galets, en favorisant le creusement des falaises. Les surcotes cycloniques7 rendent les vagues encore plus destructrices et engendrent d’importantes submersions marines.

Les houles australes peuvent également avoir un impact dévastateur sur les rivages réunionnais. On peut citer pour exemple la houle australe du 21 mai 1968, provoquant des vagues d’une hauteur comprise entre 9 et 14 m à Saint-Gilles ou encore celle du 12 mai 2007, atteignant les 10 m de hauteur à Saint-Pierre.

Par ailleurs, lors d’évènements extrêmes, la surcote peut empêcher l'évacuation des rivières à la mer créant ainsi un phénomène de concomitance d'inondations fluviales et marine, augmentant alors les inondations côtières.

6 Déflation (n.f.) : Erosion éolienne. Processus d’entraînement des particules fines sous l’effet du vent.

7 Surcote cyclonique : Elévation temporaire du plan d’eau due à la dépression atmosphérique, au vent,

et à la houle.


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2.3.4. Mesures prises face aux risques côtiers

Plusieurs natures de mesures existent permettant d’appréhender l’aléa. Certaines d’entre elles, ont un objectif préventif face au risque et d’autres permettent de mieux comprendre les phénomènes naturels.

La vigilance météorologique

Les fortes houles, qu’elles soient d’origine cyclonique ou australe, font l’objet d’une surveillance particulière associée au plan « Évènements Météorologiques Dangereux ». En cas de risque de fortes houles, Météo-France diffuse des bulletins de vigilance « fortes houles », assortis de conseils de comportement et permettant l’information de la population.

En cas de désordres importants, le préfet peut déclencher la phase de sauvegarde du plan EMD dont l’objectif est d’organiser les secours aux populations. Le risque de « marée de tempête » (submersion marine), directement lié au risque cyclonique, fait l’objet de la même surveillance que ce dernier. Il est couvert par l’alerte cyclonique du plan « Cyclone ».

Moyens de suivi et de surveillance de l’hydrodynamique marine : marégraphes, houlographes, satellites altimétriques, courantomètres ;

Moyens de suivi de la morphologie côtière : Photographies aériennes, GPS, LIDAR, système vidéo ;

Ces moyens de suivis et de surveillance de l’hydrodynamique marine et morphologie côtière seront détaillés au paragraphe suivant.

La prise en compte du risque dans l’aménagement du territoire

Des PPR multirisques intégrant l’aléa côtier sont actuellement en cours de réalisation à la Réunion. Ces documents se basent notamment sur la connaissance du phénomène (dégâts et désordres déjà subis).

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2.3.5. Bilan des moyens de suivi et de surveillance mis en place et connaissances acquises sur les risques côtiers vis-à-vis des facteurs climatiques

a) Moyens de suivi et de surveillance de l’hydrodynamique marine

Marégraphes

Les mesures marégraphiques renseignent sur les hauteurs d’eau qui incluent l’élévation due à la marée et à la surcote atmosphérique. Le « wave set-up » n’est pas (ou peu) pris en compte puisque les marégraphes sont placés spécifiquement dans les zones abritées de la houle.

La Réunion dispose d’un marégraphe à la Pointe des galets mis en place par le SHOM8. Un second est prévu d’ici fin 2013 au port de Sainte-Marie (source site www.shom.fr/ronim).

Le marégraphe est équipé d’un télémètre, placé au-dessus de la surface de l'eau. Le télémètre émet un court train d'impulsions et détecte le signal réfléchi. Le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal est traduit en hauteur d'eau.

Les données sont stockées dans une centrale d'acquisition, et peuvent être retransmises à tout moment, par le réseau téléphonique, vers le SHOM. Les données sont aussi transmises sur Internet en temps réel depuis le marégraphe ou sur les satellites météorologiques lorsqu'elles contribuent à un système d'alerte.

Houlographes

Ces instruments mesurent plus exactement l’état de la mer complet. Ils ne peuvent pas distinguer la « mer du vent » (windswell), c’est-à-dire le clapot généré localement, de la houle (groundswell) générée très au large. En pratique, il est possible de discriminer le type de vagues mesuré par le houlographe. En effet, la période de la mer du vent est bien plus faible que celle de la houle. Par conséquent, quand les périodes mesurées sont grandes, la houle est prédominante et à l’inverse, quand elles sont petites, la mer du vent l’emporte et la houle est petite ou absente. Toutefois, ces instruments sont vulnérables (pannes) au passage des cyclones et une implantation à faible profondeur et proche de la côte empêche d’établir des statistiques sur l’évolution de la houle au large qui est représentative à l’échelle régionale.

La Réunion dispose de 5 houlographes (Illustration 39). Ils sont gérés et maintenus par le Service des Ports et Bases Aériennes de la DEAL. Ils sont situés :

8 SHOM : Service Hydrographique et Océanographique de la Marine

http://www.shom.fr/ronim


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- à la Pointe du Gouffre, à proximité de Saint-Denis ;

- devant le Port-Est ;

- devant le Port-Ouest ;

- au large de Saint-Pierre ;

- au large de Vincendo.

Ces houlographes (Illustration 40) sont intégrés dans la base de données nationale CANDHIS9 gérée par le CETMEF10.

Illustration 40 : Exemple de houlographe (source base de données CANDHIS)

Satellites altimétriques

Des instruments embarqués sur des satellites océanographiques mesurent la hauteur instantanée de la mer avec une précision inférieure à 5 cm. A partir de cette mesure, des traitements permettent d’obtenir la hauteur significative de la mer totale. L’historique des données disponibles selon les satellites est le suivant :

- Topex-Poseïdon (CNES11): de Septembre 1992 à Octobre 2005 ;

- Ers-1 et Ers-2 (ESA12): depuis Janvier 1992 ;

- Geosat Follow-On (NOAA13): depuis Janvier 2000 ;

9 CANDHIS : Centre d’Archivage National de Données de Houle In Situ

10 CETMEF : Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales.

11 CNES : Centre national d’Etudes Spatiales .

12 ESA : Europeen Space Agency.

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- Jason (CNES): depuis Janvier 2002 ;

- Envisat (ESA): depuis Avril 2002. Les satellites océanographiques sont des satellites à orbite très basse. Ils survolent la même région seulement 2 fois en 24h. Ils ne permettent donc pas un suivi quasi-continu de la surface terrestre, comme peuvent le faire les satellites géostationnaires. Les mesures satellitaires sont encore trop jeunes pour établir des statistiques sur l’évolution de la houle sur les côtes réunionnaises à partir de ces données.

Courantomètres / capteurs de pression de type ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)

Ces courantomètres permettent d’enregistrer les vitesses et directions des courants ainsi que les variations de l’élévation du plan d’eau (marée et houle).

Ils permettent une mesure précise dans des petits fonds, et présentent la possibilité de réduire au maximum la hauteur de montage des capteurs depuis le fond.

Ces courantomètres ont été utilisés pour l’étude de la dynamique hydrosédimentaires du récif frangeant de l’Hermitage/ La Saline (Illustration 41) ainsi que pour l’étude de la dynamique hydrosédimentaire du cordon littoral de la Baie de Saint-Paul (Illustration 42).

Illustration 41 : Courantomètre de marque Nortek fixé sur le fond (E.Cordier, 2007)

13 NOAA : National Oceanographic and Atmospheric Agency – USA.


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Illustration 42 : Montage d’un courantomètre sur le fond (Cordier et Troadec, 2009)

La mesure précise des vitesses et des directions des courants dans la colonne d’eau est basée sur l’énergie acoustique réfléchie par les particules en suspension dans l’eau (effet doppler). Les directions sont déterminées à l’aide d’un compas magnétique intégré au courantomètre.

Les variations de l’élévation du plan d’eau sous l’effet de la marée sont enregistrées à l'aide d’un capteur de pression embarquée sur le courantomètre, dont le principe est de traduire la pression exercée par le poids de la colonne d’eau puis de l’exprimer en hauteur d’eau. Ce même capteur de pression peut également être programmé afin d’effectuer une mesure précise des variations de l’élévation du plan d’eau liées à la houle. Les hauteurs d’eau sont alors enregistrées à très haute fréquence. La direction de la houle est déterminée en combinant les mesures à haute fréquence des variations de pression et des deux composantes horizontales (u et v) du courant.

b) Moyens de suivi quantitatif de la morphologie côtière

Analyse des photographies aériennes

L’analyse quantitative des photographies aériennes consiste à évaluer la variation du trait de côte à l’échelle pluri-décennale.

Le principe général consiste à numériser les positions anciennes des traits de côte des sites à partir des clichés de l’IGN orthorectifiés et de mesurer les variations constatées (Illustration 43)

Des travaux en cours sur la morphodynamique des littoraux de La Réunion s’attachent à l’analyse des variations des traits de côte à partir des orthophographies IGN de 1966, 1978, 1997, 2003 et 2008.

74 BRGM/RP-59495-FR

Illustration 43 : Analyse de l’évolution historique du trait de côte de St-Denis sur deux zones à partir de photographies aériennes (Blangy et al., 2009).

Levés topographiques et bathymétriques

Les levés topographiques et bathymétriques permettent de suivre quantitativement l’évolution des formes littorales en réalisant soit des levés le long de profils (permet de suivre les évolutions de la pente) soit des levés surfaciques (semis de points) afin de constituer un Modèle Numérique de Terrain.

GPS et sondeur bathymétrique

Différents instruments permettent de réaliser des mesures topographiques mais, à l’instar du suivi des mouvements de terrain, c’est le GPS en mode différentiel qui s’est aujourd’hui généralisé pour des levés terrestres. En lien avec une station fixe qui assure la précision centimétrique, une station mobile effectue les mesures sur la portion littorale concernée (Illustration 44).

En mer, dans les zones profondes, un sondeur bathymétrique couplé à un GPS permet de mesurer la profondeur en calculant le temps de parcours de l’écho d’un signal sonore émis vers le fond (Illustration 45). Deux réseaux de suivi co-existent sur le littoral réunionnais :

- les profils des plages coralliennes opéré par l’Université de La Réunion (Cordier, 2007) ;

- les profils topo-bathymétriques réalisés par le BRGM sur 12 sites sensibles (falaises, plages, cordons de galets) à la fois sur la partie aériennes et sous-marines de la côte afin de pouvoir observer le devenir des sédiments en mer.


BRGM/RP-59495-FR 75

Illustration 44 : Station fixe (à gauche) et mobile (à droite) du système DGPS pour la topographie (De la Torre et al., 2009)

Illustration 45 : couplage sondeur/GPS embarqué pour la bathymétrie (à gauche) ; levé topographique des zones arrières récifales peu profondes au DGPS (à droite)

(Blangy et al.,2009)

Lidar aéroporté Des levés aériens sont également rendus possibles grâce à la technologie de scannographie laser aéroportée. Litto3D est un programme national de cartographie du

76 BRGM/RP-59495-FR

littoral lancé par le SHOM et l’IGN à l’aide du Lidar14. Il a pour objectif de produire un modèle numérique altimétrique continu de l’interface terre-mer de résolution métrique (avec une précision de l’ordre de 20 cm pour la topographie et 50 cm pour la bathymétrie) à l’aide de lasers aéroportés.

L’apport essentiel de cette technologie très coûteuse est de couvrir des zones très importantes tout en ayant une très bonne précision. Des levés ont été réalisés à La Réunion et la constitution des MNT est en cours.

Lidar terrestre

A titre informatif, nous pouvons citer une méthode de suivi de l’érosion d’une falaise réalisée en métropole.

La méthode consiste à mesurer la surface de la falaise deux fois par an avec un scanner laser (lidar terrestre). A chaque campagne de mesure, l’instrument produit une image du relief de la falaise en trois dimensions à très haute résolution (5cm). Ces images en relief sont comparées pour identifier les zones d’érosion et la précision des mesures permet de quantifier le volume de matériel érodé.

Cette technique est utilisée depuis plusieurs années sur la falaise littorale de craie de Mesnil Val, qui s’érode à la limite entre la Normandie et Picardie (Illustration 46).

Illustration 46 : vue de détail de la falaise de Mesnil Val mesurée par Scanner laser. Les blocs qui se sont détachés sont représentés en couleur.(Dewez et al. 2007)

14 Lidar ou Light Detection And Ranging : technique de mesure aéroportée par balayage laser assurant

une modélisation du relief avec une précision sub-décimétrique.


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c) Bilan des connaissances acquises par ces méthodes de suivi sur les phénomènes côtiers vis-à-vis des facteurs climatiques

Dans le contexte microtidal (faible amplitude de la marée) de La Réunion, le forçage le plus impactant en terme d’érosion et de submersion côtières est la houle.

En effet, les houles cycloniques sont les plus contraignantes pour l’Est, le Nord et le Nord-Ouest de l’île (Dina en 2002 fait office d’évènement cyclonique de référence avec des hauteurs de vague d’occurrence centennale), tandis qu’au Sud et à l’Ouest, ce sont les tempêtes hivernales de houles australes (houle de mai 2007).

Lors des évènements exceptionnels (cyclone, tempête), les vagues prélèvent le matériel sédimentaire en haut de plage et le transporte dans la partie sous-marine alors que les houles moins énergétiques produise l’effet inverse.

La chute de la pression barométrique lors du passage d’une dépression tropicale et le vent de mer sont des facteurs climatiques aggravant qui génèrent une surcote (mesurable au moyen des marégraphes et capteurs de pression) et favorisent la submersion et l’érosion (les vagues parviennent plus haut et plus loin sur la côte).

Par ailleurs, l’élévation du niveau moyen de la mer (suivis par les marégraphes et les satellites altimétriques), qui est liée à l’augmentation de sa température et de la fonte des calottes glaciaires, participe fortement au renforcement des aléas côtiers (recul du trait de côte, submersion progressive de nouveaux espaces côtiers).

Les travaux en cours du BRGM sur la morphodynamique des littoraux de La Réunion, basés sur l’analyse des variations du trait de côte à partir de photographies aériennes et de levés topographiques, ont permis de mettre en évidence l’action érosive de la dérive littorale par transit sédimentaire, ainsi que l’action érosive des houles cycloniques, qui bien que beaucoup moins fréquentes, s’avèrent être beaucoup plus impactante en terme d’érosion.

Ce phénomène s’illustre notamment sur le site de la Pointe des Galets au Port qui connait une évolution historique très érosive liée à l’action des cyclones. En période « calme », les houles d’alizés génèrent un transit en direction de la Pointe qui contribue à la recharger en sédiment. A l’inverse lors du passage des derniers cyclones Gamède ou Dina la dérive est inversée (attention, cela dépend de la trajectoire du cyclone et de l’incidence de la houle cyclonique) pendant une courte durée et ramène les sédiments à l’Est du cordon littoral. La tendance sur le long terme est bien une érosion importante de la Pointe (Illustration 47) car la dérive d’alizé bien que plus fréquente ne peut compenser l’intensité de la dérive cyclonique.

78 BRGM/RP-59495-FR

Illustration 47 :Evolution de la Pointe des Galets (Orthophotographie IGN 2003 – Blangy et al, 2009)

Les profils topobathymétriques de 2006 et 2009 mettent en évidence le fort impact érosif du cyclone Gamède (Illustration 48). On peut observer sur la partie terrestre du profil un recul très important (de l’ordre de 15m au niveau de la butte de remblai). Sur la partie immergée, l’évolution de la pente met en évidence la perte des sédiments immergées vers les grandes profondeurs. Ainsi, le cordon sédimentaire, perdant son stock immergé, ne peut pas profiter des houles faibles ramenant les sédiments sur la plage. Les évènements extrêmes ont donc un impact irrémédiable sur cette zone.

Illustration 48 : Profil topo-bathymétrique au Port (Pointe des Galets) – Zoom sur les 80

premiers mètres (Blangy et al, 2009)


BRGM/RP-59495-FR 79

2.3.6. Synthèse de la sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques

EROSION COTIERE




Vent Action directe sur le cordon littoral

Emporte des particules fines du cordon littoral (déflation)

Action indirecte sur le littoral

Vent de mer pousse la masse d’eau vers la côte et génère une surcote


Contraint la croissance de la végétation qui protège le littoral de l’érosion

Action directe sur les falaises

Fatigue de la roche par haloclastie

Température et précipitation


Agissent sur la végétation « protectrice »

Hydrologie continentale : Précipitations

Transports des matériaux érodés issus des bassins

versants

Apport sédimentaire sur la côte

Etouffe (fines) les récifs coralliens qui assurent une protection contre la houle

Infiltrations ou résurgence d’eau

Peut entrainer le glissement ou effondrement d’une partie de falaise littorale

Hydrodynamique marine

Houle d’alizée Génère des dérives littorales

Transports sédimentaire par dérive littorale

Houle Australe Faible intensité sur le cordon littoral

Engraissement du cordon sédimentaire

Forte intensité ou occurrence dans la saison

Entrainement des sédiments vers les fonds marins

Houle cyclonique Attaque des cordons littoraux

Entrainement des sédiments vers les fonds marins

Tableau 6 : Sensibilité de l’aléa côtier face aux paramètres climatiques

80 BRGM/RP-59495-FR

SUBMERSION MARINE




Système dépressionnaire

(cyclone, tempête)

chute de pression atmosphérique

Augmentation du niveau marin (surcote atmosphérique)

Vent (de mer) génère des courants dans la masse d’eau

Augmentation du niveau marin (surcote atmosphérique)

Houle Augmentation du niveau marin (surcote et run-up)

Tableau 7 : Sensibilité de l’aléa submersion marine face aux paramètres climatiques



(Cyclone, tempête)

Extrême Moyenne Extrême Moyenne Extrême Moyenne Extrême Moyenne Extrême

la circulation d'eau souterraine entraine le

développement de surpressions prejudiciables

(mise ne pression des surfaces de cisaillement)

la circulation d'eau souterraine entraine le

développement de surpressions prejudiciables

(mise ne pression des surfaces de cisaillement)

Saturation des sols . Augmentation des

phénomènes de coulées boueuses et fluage

reptation

déclenchement de glissements de terrain

d'ampleur variable

Accelération du mouvement de terrain de

grande ampleur à partir d'un certain cumul

pluviométrique

INSTABILITES

ROCHEUSES

Les contrastes thermiques

créent des sollicitations

cycliques générant la

fatigue du matériau, et

favorise sa baisse de

résistance, provoquant

chutes de pierres et blocs

Les infiltrations ou résurgences d'eau favorisent

l’altération et donc la baisse de résistance du

matériau dans les zones infiltrées. Elles

favorisent également l’érosion différentielle par

ruissellement superficiel et ainsi la création de

zones de surplomb favorables aux

décrochements (exemple de l’alternance scories

/ niveaux laviques massifs). Par ailleurs, elles

mettent en pression l’eau dans les discontinuités

en arrière des compartiments potentiellement

instables

Les infiltrations ou résurgences d'eau favorisent

l’altération et donc la baisse de résistance du

matériau dans les zones infiltrées. Elles favorisent

également l’érosion différentielle par ruissellement

superficiel et ainsi la création de zones de surplomb

favorables aux décrochements (exemple de

l’alternance scories / niveaux laviques massifs). Par

ailleurs, elles mettent en pression l’eau dans les

discontinuités en arrière des compartiments

potentiellement instables

L' action violente du vent

déracinant des arbres en paroi

peut provoquer des chutes de

blocs ou éboulements, les

systèmes racinaires pouvant

contribuer à écarter les

compartiments rocheux

Sollicitation cyclique du vent sur la

paroi rocheuse générant la fatigue

du matériau et favorise sa baisse de

résistance (effet balancier)

L’impact des gouttes d’eau désagrège le sol (

effet "splash"). Les particules fines déplacées

par l’impact des gouttes de pluies sont placées

entre des éléments plus grossiers et ferment les

pores du sol limitant ainsi la capacité

d’infiltration ce celui-ci et favorisant le

ruissellement (Battance). Dans les zones à

fortes pentes, les vitesses d’écoulement de l’eau

en surface augmentent, intensifiant ainsi le

pouvoir érosif du filet d’eau sur le sol

(arrachement et transport des particules du sol).

L’impact des gouttes d’eau désagrège le sol (effet

"splash"). Les particules fines déplacées par

l’impact des gouttes de pluies sont placées entre

des éléments plus grossiers et ferment les pores du

sol limitant ainsi la capacité d’infiltration ce celui-ci

et favorisant le ruissellement (Battance). Dans les

zones à fortes pentes, les vitesses d’écoulement de

l’eau en surface augmentent, intensifiant ainsi le

pouvoir érosif du filet d’eau sur le sol (arrachement

et transport des particules du sol).

Lorsque l’intensité des pluies est supérieure au

pouvoir d’absorption du sol, les eaux ruissellent

sur la surface du sol, emportant des particules

de sol

La hauteur de précipitation est directement corrélée

au taux d'érosion à l'échelle d'un pas de temps

annuel

L'Infiltration d’eau dans les terrains constituant

la berge favorise l’altération et donc la baisse de

résistance du matériau dans les zones infiltrées

au niveau des berges ainsi que le ravinement

superficiel fragilisant la berge

L'Infiltration d’eau dans les terrains constituant la

berge favorise l’altération et donc la baisse de

résistance du matériau dans les zones infiltrées au

niveau des berges ainsi que le ravinement

superficiel fragilisant la berge

La force d’écoulement des eaux (débit liquide et

solide) entraine le sapement du pied des berges

conduisant au glissement ou à l’éboulement de

la berge par suppression de la butée de pied qui

assurait l’équilibre

La force d’écoulement des eaux (débit liquide et

solide) entraine le sapement du pied des berges

conduisant au glissement ou à l’éboulement de la

berge par suppression de la butée de pied qui

assurait l’équilibre

Le transport solide généré par le cours d'eau est

induit par le débit liquide entrainant les

matériaux situés sur les berges ou au fond du lit.

Le transport solide généré par le cours d'eau est

induit par le débit liquide entrainant les matériaux

situés sur les berges ou au fond du lit

Dynamique marine (Houles)

EROSION DE

SOL

ALEAS

Température Précipitations Vent

Effet de levier par les ligneux

sous l’effet du vent pouvant

déstabiliser les terrains et

favoriser les infiltrations d’eau

Effet de levier par les ligneux ( la

couverture végétale jouant un rôle

de renforcement de la cohésion du

sol et du système racinaire) sous

l’effet du vent pouvant déstabiliser

les terrains et favoriser les

infiltrations d’eau

Le vent arrache la couverture

végétale mettant à nu du sol et

favorisant ainsi son érosion par les

agents météoriques

Les infiltrations d'eau favorisent l'altération et la

baisse de résistance du matériau

MO

UV

EM

EN

TS

DE

TE

RR

AIN

GLISSEMENT DE

TERRAIN

EROSION DE

BERGE

La sécheresse entraine la

desquamation des terrains

de couverture, favorisant de

façon induite l'érosion des

sols en cas de pluies, les

sols non couverts par la

végétation étant

particulièrement exposés

Agit sur la couverture végétale

qui protège le sol de l’érosion

La sécheresse entraine la

desquamation des terrains

de couverture et de façon

induite des instabilités

d’ampleur variable

Les contrastes thermiques

créent des sollicitations

cycliques entrainant une

"fatigue " des niveaux de

surface

Agit sur la couverture végétale

jouant un rôle de renforcement

de la cohésion du sol et du

système racinaire

2.4. SYNTHESE DE LA SENSIBILITE DES ALEAS NATURELS FACE AUX PARAMETRES CLIMATIQUES

BRGM/RP-59495-FR


Augmentation du débit du cours d’eau

entrainant un débordement du lit et inondation

des zones avales ainsi qu'une accumulation

massive des matériaux mobilisables pouvant

entrainer la création de phénomènes aggravants

(lave torrentielle, embâcle, débâcle)

Effet possible sur la saturation des sols, réduisant la

capacité d'infiltration du sol en cas de pluie extrême

Saturation des sols pouvant entrainer le

ruissellement en surface, et des vitesses

d’écoulement et des hauteurs d’eau plus ou

moins importantes selon la nature et

topographie du terrain

Saturation des ouvrages hydrauliques

entrainant une remontée de l’eau dans les

réseaux d’assainissement et pluviales, du

ruissellement en surface, et écoulements plus

ou moins importants et rapides dans les rues


(Cyclone, tempête)

Extrême Moyenne Extrême Moyenne Extrême Moyenne Extrême Moyenne Extrême

Agissent sur la croissance de la végétation qui

protège le littoral de l’érosion

Vent de mer pousse la masse

d’eau vers la côte et génère une

surcote

Vent de mer pousse la masse d’eau

vers la côte et génère une surcote

Transports des matériaux érodés issus des

bassins versants où les fines étouffent les récifs

coralliens qui assurent une protection contre la

houle


versants où les fines étouffent les récifs coralliens

qui assurent une protection contre la houle

Emporte des particules fines du

cordon littoral (déflation)

Emporte des particules fines du

cordon littoral (déflation)

Transports des matériaux érodés issus des

bassins versants permettant des apports

sédimentaires sur la côte


versants permettant des apports sédimentaires sur

la côte

Contraint la croissance de la

végétation qui protège le littoral de

l’érosion

Contraint la croissance de la

végétation qui protège le littoral de

l’érosion

Les résurgences ou infiltrations d'eau peuvent

entrainer le glissement d’une partie de falaise

littorale meuble


entrainer le glissement d’une partie de falaise

littorale meuble


entrainer l'effondrement d’une partie de falaise

littorale rocheuse


entrainer l'effondrement d’une partie de falaise

littorale rocheuse

La houle australe de

forte intensité et

cylonique augmente

de façon

conséquente le

niveau marin

Les effets d'une

houle extrême se

cumulent avec

l'augmentation du

niveau marin

(surcôte

atmosphérique et run

up) et la constitution

de cordons littoraux

sur certains secteurs

Légende :

Faible

Modérée

Forte de type linéaire

ALEAS

EROSION COTIERE

SUBMERSION

MARINE

sensibilité des aléas naturels aux paramètres climatiques extrêmes et moyen

INONDATION

Température Précipitations

Fortede type exponentielle

Vent Dynamique marine (Houles)

Vent de mer génère des courants

dans la masse d'eau et entraîne une

augmentation du niveau marin

(surcote atmosphérique)

La houle augmente le

niveau marin ( surcôte et

run-up)

Chute de la pression

atmosphérique entrainant

une augmentation du

niveau marin (surcote

atmosphérique)

Les effets d'une forte pluviométrie, conjuguée à

la création de cordons dunaires, peut engendrer

l'inondation des zones basses littorales. A noter

toutefois, qu'une pluviométrie longue et intense

peut être plus défavorable qu'une pluie extrême,

cette dernière pouvant rompre le cordon dunaire

créé.

La hausse des températures

moyennes engendrent une

dilatation de l'eau entrainant une

élévation du niveau marin moyen

Vent de mer génère des courants

dans la masse d'eau et entraîne

une augmentation du niveau

marin (surcote atmosphérique)

Tableau 8 : Synthèse de la sensibilité des aléas naturels face aux paramètres climatiques

Fatigue de la roche par haloclastie

La houle Australe en

forte intensité

entraine les

sédiments vers les

fonds marins

La houle cyclonique

attaque les cordons

littoraux et entraine

les sédiments vers

les fonds marins

La houle d'alizée génère

des transports

sédimentaires par dérive

littorale La houle

Australe de faible

intensité engraisse le

cordon sédimentaire

mais une occurrence

dans la saison entraine

des sédiments vers les

fonds marins

Chute de la pression

atmosphérique entrainant

une augmentation du

niveau marin (surcote

atmosphérique)

BRGM/RP-59495-FR


BRGM/RP-59495-FR 83

3. Evolution des paramètres climatiques

Différents travaux ont été réalisés sur le changement climatique, on peut notamment citer les documents suivants :

- Le changement climatique et les espaces côtiers. Actes du colloque du 12 et 13 octobre 2000, Arles, MIES, 2001 ;

- Conséquences du réchauffement climatique sur les risques liés aux événements météorologiques extrêmes. Actes du colloque du 22-23 juin 2003, ONERC, Paris, Octobre 2003 ;

- Recensement des études concernant les effets du climat et du changement climatique sur les espaces côtiers dans les Dom-Tom. Note technique n°1, ONERC, Paris, mars 2005 ;

- Impacts du changement climatique sur le patrimoine du Conservatoire du Littoral : scénarios d’érosion et de submersion à l’horizon 2100. Note technique n°2, Conservatoire du Littoral, ONERC, Paris, septembre 2005 ;

- Stratégie nationale d’adaptation au changement climatique, La Documentation française, ISBN :978-2-11-006618-3, 2007, 96p ;

- les travaux de simulations du climat de la zone Océan Indien réalisés dans le cadre du projet « Acclimate » de la COI (www.acclimate-oi.net) ;

- le dernier rapport des experts du GIEC15 (www.ipcc.ch) ;

- Etude pour l’identification des évolutions des changements climatiques à La Réunion, rapport v1.0, Météo France, Septembre 2009, 78p.

Ce chapitre synthétise les principaux résultats d’évolution du climat en s’appuyant sur ces références, en particulier sur l’étude menée par Météo France qui est la première tentative de régionalisation du climat futur à l’échelle de l’île.

Il sera présenté tout d’abord, un bilan des évolutions passées et futures des paramètres climatiques à l’échelle du globe afin d’avoir une vision d’ensemble de l’évolution du climat puis un bilan des évolutions du climat à l’échelle de la Réunion.

Les tendances du climat passé ont été établies à l’échelle du globe à partir des postes de référence existants, suffisamment nombreux pour pouvoir établir des tendances fiables sur le 20ième siècle. A l’échelle de la Réunion, les tendances sont données sur la

15 Le GIEC est un groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat : ce groupe a été créé en

1988 par l’organisation Météorologique Mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE). Sa mission est d’évaluer, sans parti pris, les risques liés au changement climatique d’origine humaine mais il n’entreprend pas de travaux de recherches, ses évaluations sont surtout fondées sur des publications scientifiques et techniques reconnues. Le GIEC procède régulièrement à l’évaluation de l’état des connaissances sur le changement climatique : Le deuxième rapport du GIEC a été publié en 1995, le troisième en 2001, et le quatrième en 2007.

http://www.acclimate-oi.net/

http://www.ipcc.ch/

84 BRGM/RP-59495-FR

période 1969-2008 pour les paramètres température et précipitations. L’activité orageuse a également été étudiée. Les projections pour le climat futur (2100) ont été réalisées à l’aide de modèles climatiques, dans lesquels est introduit l'évolution de la concentration en gaz à effet de serre en fonction des diverses évolutions économiques possibles permettant de simuler l’évolution possible du climat au cours du prochain siècle. 40 scénarios regroupés en 4 grandes familles ont ainsi été élaborés par le GIEC (Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) selon le schéma suivant (Illustration 49):

Illustration 49 : Les 4 grandes familles des scénarios climatiques et leurs orientations (GIEC)

Trois scénarios ont été privilégiés pour réaliser les simulations climatiques globales :

- le scénario A2 où les émissions de CO2 continueront de croître jusqu’en 2100 ;

- le scénario A1B où les émissions de CO2 continueront de croître jusqu’en 2050, puis diminueront ;

- le scénario B1 où les émissions de CO2 sont presque stabilisées dès l’année 2000, puis décroissent à partir de 2050.

Le climat futur réunionnais a été évalué d’une part, à partir de l’analyse des données des modèles climatiques globaux (calcul des valeurs moyennes de paramètres sur une maille de 300×300 km2) du GIEC, et d’autre part par une analyse plus fine grâce à une simulation du modèle climatique réalisé par Météo-France avec le modèle ARPEGE-CLIMAT (maille de 50×50 km2) où il existe 2 configurations : le modèle étiré ( résolution de 50×50 km2 près du pôle d’étirement qui augmente ensuite au fur et à mesure que


BRGM/RP-59495-FR 85

l’on s’en éloigne) et la dernière en date, le modèle haute résolution ( résolution de 50×50 km2 sur tout le Globe).

Les projections d’ARPEGE-CLIMAT étiré ont étudiées pour deux périodes du 21ième siècle : 2021-2050 et 2071-2100 pour les trois scénarios.

La projection d’ARPEGE-CLIMAT haute résolution prend en compte la période 2041-2070 du scénario A2. Pour cette dernière simulation, il est nécessaire d’attirer l’attention sur le fait que le modèle n’a été forcé que par un seul scénario d’émissions de gaz à effet de serre. Or les scénarios sont définis pour prendre en compte l’incertitude des émissions futures des gaz à effet de serre. On se prive donc de l’évaluation de l’incertitude, déterminée par une étude multi-scénarios, qui est un élément très important lorsqu’on veut étudier le climat futur.

3.1. EVOLUTION PASSEE ET FUTURE DES PARAMETRES CLIMATIQUES A L’ECHELLE GLOBALE

3.1.1. Température

a) Tendances observées

Températures moyennes

Dans son dernier rapport, (IPCC, 2007), le GIEC évalue l’augmentation de la température moyenne mondiale superficielle à +0,74°C sur 100 ans (1906-2005) avec un rythme qui s’est accéléré au cours des 50 dernières années pour atteindre +0,13°C par décennie.

Le réchauffement n’est pas uniforme sur le globe. Les températures de surface des régions continentales ont augmenté plus rapidement que celles des océans, comme le montre la carte des tendances saisonnières calculées sur la période 1979-2005 (Illustration 50). Le réchauffement est plus important aux hautes latitudes de l’hémisphère Nord et est le plus fort pendant l’hiver et le printemps de ce même hémisphère. On peut constater par ailleurs, que l’océan Indien se réchauffe moins rapidement que la plupart des zones de l’hémisphère Nord.

86 BRGM/RP-59495-FR

Illustration 50 : Tendances mondiales linéaires de températures au cours de la période 1979 à 2005 par saison estimées à la surface. Le gris indique les secteurs où les données sont

incomplètes (IPCC, 2007)

Températures extrêmes

Les changements observés dans les extrêmes de température sont en accord avec le réchauffement global constaté. On observe une diminution généralisée du nombre de jours de gel aux latitudes moyennes, une augmentation du nombre de cas d’extrêmes chauds (10% des jours ou des nuits les plus chauds) et une réduction des cas d’extrêmes froids (10% des jours ou des nuits les plus froids). La durée des vagues de chaleur a augmenté à partir de la deuxième moitié du 20ième siècle.

b) Evolution future

Les simulations des modèles climatiques indiquent une hausse des températures moyennes du globe qui varie en fonction des scénarios considérés de 1,8 (scénario B1) à 4,0°C (scénario A2) en 2100.

L’évolution de la température varie selon les régions du Globe (Illustration 51).


BRGM/RP-59495-FR 87

Illustration 51 : Evolution projetée de la température en surface sur l’ensemble du Globe pour les décennies 2020-2029 et 2090-2099 en fonction des trois scénarios (IPCC, 2007)

Ainsi, on constate une augmentation de la température : - globale ; - la plus importante au niveau des terres et dans les latitudes les plus élevées de

l’hémisphère Nord pendant l’hiver ; - plus importante dans les régions arides qu’humides ; - la moins importante dans les océans austraux et dans certaines parties de

l’Atlantique Nord.

Concernant les vagues de chaleur, des études récentes ont montré que dans le futur, les vagues de chaleur seront plus intenses, longues et fréquentes.

Dans l’Océan Indien Sur l’Océan Indien, le réchauffement est un peu plus faible. L’ensemble des simulations numériques indique une hausse des températures moyennes comprise entre 1,4° et 3,7°C avec une valeur moyenne de 2,1°C.

Le réchauffement sera semblable quel que soit la saison et les petites îles isolées de l’océan Indien connaîtront un réchauffement d’une moindre ampleur que les grandes régions continentales.

88 BRGM/RP-59495-FR

3.1.2. Précipitations


Précipitations moyennes

Les précipitations varient fortement, tant dans l’espace que dans le temps, et des tendances robustes à long terme sont difficiles à établir. Toutefois, une augmentation significative des précipitations a pu être observée entre 1900 et 2005 sur beaucoup de grandes régions : parties orientales d’Amérique du Nord et en Asie du Nord et centrale. De la même façon, il a pu être observé des grandes régions d’assèchement : Sahel, Méditerranée, Afrique du Sud et des parties de l’Asie du Sud (Illustration 52).

Illustration 52 : Distribution des tendances linéaires dans le volume des précipitations annuelles sur les terres dans la période 1901-2005 (%par siècle). Les zones grisées indiquent qu'une

insuffisance de données empêche de donner une tendance fiable (IPCC, 2007)

Précipitations extrêmes

Observations à l’échelle du Globe

Il a été observé une fréquence accrue des événements de fortes précipitations et ceci depuis environ 1950, y compris dans les régions dont la quantité totale des précipitations a diminué. De même, des sécheresses plus intenses et plus longues ont


BRGM/RP-59495-FR 89

été observées dans des secteurs plus larges, particulièrement sous les Tropiques depuis les années 1970.

b) Evolution future

Selon le dernier rapport du GIEC, les précipitations mondiales devraient :

- augmenter (avec une probabilité évaluée supérieure à 90%), sous les hautes latitudes

- baisser (avec une probabilité évaluée supérieure à 66%), dans la plupart des terres subtropicales.

Les cartes suivantes (Illustration 53) montrent les variations de précipitations pour les saisons d’hiver et d’été, sur la période 2090-2099, simulées par les modèles numériques forcés par les hypothèses des émissions de gaz à effet de serre du scénario A1B.

Illustration 53 : Variations relatives du régime des précipitations (%) pour la période 2090-2099, par rapport à la période 1980-1999. Les valeurs indiquées sont des moyennes tirées de

plusieurs modèles, obtenues à partir du scénario A1B pour des périodes allant de décembre à février (à gauche) et de juin à août (à droite). Les zones en blanc correspondent aux régions où

moins de 66% des modèles concordent sur le sens de la variation et les zones en pointillé à celles où plus de 90% des modèles concordent sur celui-ci. (IPCC, 2007)

L’augmentation des précipitations dans les hautes latitudes est due à :

- l’augmentation de la concentration en vapeur d’eau dans l’atmosphère ; - l’augmentation dans le transport de vapeur d’eau en provenance des latitudes plus

basses.

La baisse des précipitations dans la zone subtropicale est due à :

- l’augmentation du transport de vapeur d’eau en dehors de la zone subtropicale ; - une expansion des systèmes de haute pression subtropicaux en direction des

pôles.

90 BRGM/RP-59495-FR

Concernant les jours de pluies intenses, les recherches indiquent une tendance à l’augmentation dans de nombreuses régions y compris celles où la moyenne des chutes de pluie baissera selon les projections, la baisse de ces dernières étant souvent due plus à une diminution des jours de pluie qu’à une baisse de l’intensité.

Dans l’Océan Indien

Dans l’océan Indien, les projections des précipitations annuelles font apparaître une tendance de -2% à +20% selon les modèles par rapport au climat actuel. La moitié des modèles prévoie une légère augmentation des précipitations comprise entre 3 et 5% particulièrement visible dans la partie Nord de l’océan Indien aux environs des Maldives.

La Réunion, se situe dans la zone de transition en bordure Nord de la zone australe où l’on constate surtout un assèchement pendant les mois d’hiver (Illustration 54).

Illustration 54 : variations relatives du régime de précipitations sur l’océan Indien obtenues à partir du scénario A1B. Cartes du haut : moyenne de 21 modèles des variations sur l’année, sur la période de décembre à février et sur la période de juin à juillet pour la période de 2080 à 2099 par rapport à la période 1980-1999. Cartes du bas : nombre de modèles sur les 21 où les variations de précipitations sont positives. (IPCC, 2007)


BRGM/RP-59495-FR 91

3.1.3. Tempêtes et cyclones

a) Tendances observées Concernant les tempêtes des zones tempérées, depuis 1950 on observe dans de nombreuses régions une augmentation du nombre de phénomènes de forte intensité mais avec une variabilité inter décennale importante. Il est recensé chaque année, entre 80 et 85 systèmes tropicaux ayant atteint le stade de tempête tropicale et parmi ceux-ci plus de la moitié atteignent le stade de cyclone tropical. Il est observé une stabilité étonnante à l’échelle globale du nombre de ces phénomènes qui toutefois ne se retrouve pas au niveau de chacun des sept bassins cycloniques.

Le manque de moyen d’observation des cyclones tropicaux avant 1970 et les variabilités sur plusieurs décennies ne permettent pas de dégager de tendances d’évolution sur les bassins, mis à part dans l’Atlantique Nord où une augmentation des cyclones tropicaux intenses, corrélée avec une augmentation des températures de surface est mis en évidence depuis 1970.

b) Evolution future

Selon les modèles numériques, les dépressions auraient une tendance à la baisse en termes de nombre mais une tendance à la hausse en termes d’intensité.

De même, les dernières études effectuées sur l’activité cyclonique s’orienteraient vers une tendance à la baisse du nombre de cyclone mais une augmentation de l’intensité et des précipitations associées. Des études sur l’évolution potentielle des trajectoires cycloniques dues au réchauffement climatique commencent à être réalisées.

3.1.4. Niveau de la mer


Le niveau de la mer s’est élevé de 15 à 20 centimètres au cours du 20ième siècle. Cette hausse est due : - pour la plus grande part (40 à 60%), à une expansion thermique des océans sous

l’effet de leur réchauffement ; - (20 à30%), à la fonte des glaciers de montagne ; - (10 à 20%), à la fonte des glaces polaires, en particulier celles du Groenland.

Selon les mesures des satellites altimétriques, L’élévation niveau de la mer se poursuit en moyenne à la vitesse de 3,2 mm par an depuis 1993.

92 BRGM/RP-59495-FR

Toutefois, le niveau de la mer ne monte pas de manière uniforme (Illustration 55).

Illustration 55 : Distribution géographique des variations du niveau de la mer mesurées par les satellites altimétriques Topex-Poséïdon entre1993 et 2003. (IPCC, 2007)

Cette variabilité régionale provient :

- essentiellement, des changements de températures de l’océan et du transport non uniforme de ces masses d’eau ainsi réchauffées par la circulation océanique.

- d’autres phénomènes comme les changements régionaux de la salinité ou des redistributions de masses d’eau.

b) Estimations futures

Une partie des informations suivantes provient du rapport réalisé par groupe de travail RNACC16 « Impacts du Changement Climatique : adaptation et coûts associés en France pour les risques côtiers », d’avril 2009, basé sur des études et données publiques où il est dressé notamment un bilan de l’ensemble des hypothèses émises sur l’élévation du niveau moyen de la mer.

16 Le groupe de travail RNACC « Risques naturels, assurances et adaptation au changement

climatique » a été mis en place en application du Plan Climat français (2006). Un groupe de travail interministériel « Impacts du changement climatique, adaptation et coûts associés en France », a ainsi été constitué afin d’engager un chantier d’évaluation des dommages potentiels et des mesures permettant de limiter le coût des impacts. Pour cela sept groupes de travail sectoriels ont été mis en place dont le RNACC.


BRGM/RP-59495-FR 93

Selon les projections des modèles climatiques du GIEC, la hausse du niveau de la mer va se poursuivre pour atteindre 20 à 60 cm à la fin du siècle, soit une augmentation annuelle d’environ 4 ± 2 mm. Cette hausse sera très variable d’une région à une autre.

Celle-ci a été estimée en considérant que les contributions observées actuellement à l’augmentation du niveau de la mer seront les mêmes dans le futur. La principale incertitude vient de la contribution des calottes polaires qui pourraient s’accélérer et de ce fait revoir à la hausse l’estimation ici faite. Des publications scientifiques récentes (Rahmstorf, 2007, Hansen, 2007, Grinsted, 2009) proposent des valeurs de 1m ou davantage pour l’élévation du niveau marin moyen en 2100, considérant les résultats du GIEC sous-estimés.

Cependant, une étude récente (source non spécifiée par Météo-France) montre un ralentissement de fonte au Groenland et met en lumière une forte variabilité interannuelle. De même, les chercheurs du GIEC indiquent que l’accumulation de neige sur l’Antarctique devrait augmenter au cours de ce siècle, compensant ainsi les pertes de masse de la calotte groenlandaise

94 BRGM/RP-59495-FR

3.2. EVOLUTION PASSEE ET FUTURE DES PARAMETRES CLIMATIQUES A L’ECHELLE DE LA REUNION

3.2.1. Température


Températures moyennes

L’observation des températures sur l’Ile se fait à partir de 6 postes dont la localisation est précisée sur la carte hypsométrique suivante où figurent les températures moyennes annuelles (Illustration 56). L’étude sur l’évolution des températures sur la période 1969-2008 montre que les températures moyennes observées à La Réunion ont augmenté de 0,62°C en 40 ans, ce qui est conforme au réchauffement observé sur du Globe mesuré sur la même période, mais moins important que celui de l’hémisphère Nord (+0,81°C) et plus fort que celui de l’hémisphère Sud (+0,43°C).

Illustration 56 : Températures moyennes annuelles de La Réunion et localisation des stations étudiées (source Météo-France)

Températures extrêmes

L’observation des évolutions des températures maximales et minimales de 1969 à 2008, montre une hausse plus importante des températures maximales que celle des minimales.


BRGM/RP-59495-FR 95

Les évolutions de température en fonction des saisons montrent quant à elles, que les températures sont toutes à la hausse quelque soit la saison. Toutefois, la hausse la plus importante est constatée pendant la saison de l’automne austral (mars-avril-mai).

Par ailleurs, il a également été observé que le pourcentage de journées ou nuits froides a diminué plus ou moins fortement selon les postes, tandis que le pourcentage de journées ou nuits chaudes a nettement augmenté.

b) Evolution future

Analyse des scénarios climatiques du GIEC

Sur La Réunion, les modèles du GIEC prévoient une augmentation de la température comprise entre 1,0 et 3,2°C selon les scénarios et les modèles.

Analyse des scénarios d’ARPEGE CLIMAT

Simulations ARPEGE étiré

Les cartes des simulations ARPEGE étirés (Illustration 57), montrent, comme sur le reste du globe, une hausse des températures plus importantes sur les continents que sur les océans, ce qui est bien visible sur Madagascar.

Cette différence s’explique par le phénomène d’évaporation qui absorbe de la chaleur et refroidit alors la surface. Dans les océans, la quantité d’eau n’étant pas limitée, et l’évaporation non plus, et il en est de même pour le refroidissement ce qui atténue les effets du réchauffement climatique. Ceci n’est pas le cas des continents, limité par la quantité d’eau dans le sol lié lui-même à la quantité totale de précipitations.

96 BRGM/RP-59495-FR

Illustration 57 : Anomalies de températures, simulées par le modèle Arpège étiré, par saison et par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo-France, septembre 2009)

Par ailleurs, le modèle ARPEGE prévoit pour la période 2071-2100 à proximité de la Réunion un réchauffement compris entre 1,4°C (scénarios B1) et 3,0°C (scénario A2) selon les scénarios et la saison, ce qui est similaire à l’évaluation du réchauffement obtenue avec les modèles du GIEC.


BRGM/RP-59495-FR 97

Simulations ARPEGE 50×50 km2 et indices climatiques

La simulation du modèle ARPEGE 50×50 km2 forcé selon les hypothèses du scénarios A2, montre que, pour la période 2041-2070, l’été austral serait la saison qui connaîtrait le plus fort réchauffement, alors que pendant l’hiver la hausse des températures serait plus modérée. Les journées et les nuits relativement froides, définies selon les seuils de notre époque contemporaine, disparaitraient presque et leurs proportions ne représenteraient qu’un peu moins de 1% dans le futur. Une nuit sur deux paraîtrait chaude, relativement aux critères de notre époque, tandis que deux journées sur trois paraîtraient chaudes selon les mêmes critères.

3.2.2. Précipitations


Précipitations moyennes

L’observation de l’évolution des précipitations est réalisée à l’aide des données de 51 postes pluviométriques répartis sur l’île. Ainsi, il a pu être constaté sur la période 1969-2008, malgré la grande variabilité interannuelle des précipitations sur le bassin soumis à l’aléa cyclonique, une tendance à la baisse des précipitations sur les régions de l’Ouest, du Sud-Ouest et du Sud de l’Île de La Réunion (Illustration 58).

Illustration 58 : Evolution des précipitations sur la période 1969-2008 (Extrait Rapport Météo-France, 2009)

98 BRGM/RP-59495-FR

Les deux fortes tendances à l’augmentation des précipitations observées sur Hell-Bourg et Commerson, sont grandement impactées par les précipitations exceptionnelles survenues lors de la tempête tropicale Diwa en 2006 et le cyclone tropical Gamède en 2007.

Une analyse intersaisonnière permet de préciser les tendances suivantes :

- sur la période de décembre-janvier-février qui se situe au cœur de la saison cyclonique, le contraste Nord-Est/Sud-Ouest est très marqué et une tendance à la baisse significative est à noter une nouvelle fois sur la façade sous le vent ;

- sur la période mars, avril, mai, des baisses significatives des précipitations sont

observées sur l’ensemble de l’ile, mis à part les deux zones centrées sur Hell-Bourg et Commerson, dont les tendances positives dues essentiellement à Diwa et Gamède, ne sont pas significatives ;

- sur la période, juin-juillet-aout, période d’hiver Austral, la quasi-totalité de La

Réunion présente des tendances de précipitations négatives ; - sur la période, septembre-octobre-novembre, le contraste Est/Ouest est très

marqué. Cette saison présente des tendances significatives à la hausse sur la façade Est de l’Ile et à la baisse sur les façades Ouest et Sud-Ouest.

Ainsi, on observe une baisse généralisée des précipitations sur les façades Ouest, Sud-Ouest et Sud quelque soit les saisons. Ces régions sont touchées par des sécheresses accrues. Sur la façade au vent, les tendances sont à la baisse, pendant l’hiver austral et à la hausse de septembre à novembre. De décembre à mai, aucune tendance fiable n’a pu être établie en raison des incertitudes liées aux phénomènes cycloniques.

Précipitations extrêmes

Il a été observé une augmentation du nombre de jours de faibles précipitations sur la façade au vent accompagnée d’une baisse de la durée des épisodes secs. Le nombre de jours de précipitations modérées à fortes baisse sur l’ensemble de l’île mais aucune tendance fiable ne peut être déduite sur la fréquence des épisodes de précipitations extrêmes.

b) Evolution future

Analyse des scénarios climatiques du GIEC

Sur La Réunion, la moyenne des modèles prévoit une légère baisse des précipitations pour la fin du 21ième siècle qui varie entre -6 et -8% selon les scénarios mais avec une dispersion qui varie de -36% à +21% selon les modèles. En revanche, quels que soient les scénarios envisagés, les modèles semblent s’accorder sur une baisse plus marquée des précipitations pendant l’hiver austral.


BRGM/RP-59495-FR 99

Analyse des scénarios d’ARPEGE CLIMAT

Simulations ARPEGE étiré

Les cartes de simulations des 3 scénarios sont convergentes uniquement pour la saison d’hiver. Le modèle montre pour cette période de l’année l’assèchement de part et d’autres de 21°S (plus intense et étendu au scénario A2). La baisse des précipitations varie de -5 à -18% (par rapport au climat actuel) selon les scénarios (Illustration 59).

Illustration 59 : Anomalies des précipitations, simulées par le modèle Arpège étiré, par saison et par scénario pour la période 2071-2100 (extrait rapport Météo France, septembre 2009)

100 BRGM/RP-59495-FR

Simulation ARPEGE 50×50 km2 et indices climatiques

La simulation ARPEGE 50×50 km2, forcée selon les hypothèses du scénario A2 (le plus pessimiste) pour la période 2041-2070 montre une baisse du cumul annuel de précipitations sur l’ensemble de l’île. Les périodes sèches seraient plus longues, particulièrement sur la façade sous le vent, aggravant ainsi les épisodes de sécheresse sur une zone déjà peu arrosée pendant la saison sèche. Les précipitations faibles à modérées seraient plus rares mais les épisodes pluvieux extrêmes, un peu plus nombreux.

3.2.3. Tempête et cyclone

a) Tendances observées L’étude sur l’activité cyclonique de 1967 à 2009 montre que 9,3 systèmes tropicaux se sont formés, en moyenne par an, sur le bassin du Sud-Ouest de l’océan Indien et 4,8 ont atteint le stade de cyclone tropical avec une forte variabilité interannuelle. Cette importante variabilité ne peut pas être expliquée de manière simple, mais par contre, il est clairement établi que le phénomène El Niño-Oscillation Australe (ENSO) joue un rôle dans le déplacement des zones préférentielles de cyclogenèses sur le bassin. Ces zones sont situées plus à l’Ouest lors d’épisodes ENSO (Illustration 60).

Illustration 60 : Répartition géographique des cyclogenèses sur le bassin Sud-Ouest de l’océan Indien et indice SOI* sur la période 1969-2006 (Bureau Of Meteorology australien - 2009)

*L’indice SOI (G. Walker, 1932), basé sur cette différence de pression, permet de quantifier l’ENSO. Il est négatif en période El

Niño, proche de zéro en temps normal et positif pendant un événement La Niña.

El Niño désigne à l'origine un courant côtier saisonnier au large du Pérou et de l'Equateur, et par extension le phénomène climatique particulier qui diffère du climat usuel et qui se caractérise par une élévation anormale de la température de l’océan dans la partie est de l'océan Pacifique sud. La Niña succède fréquemment au


BRGM/RP-59495-FR 101

phénomène El Niño et se traduit par une anomalie négative dans la même région de l’océan Pacifique. La distribution géographique de certains paramètres (la température de surface de la mer, l’humidité relative dans les couches moyennes de l’atmosphère, le cisaillement vertical des vents) contribuant de manière importante à la formation des cyclones tropicaux est en effet plus ou moins étroitement liée aux phénomènes El Niño - La Niña. Les données disponibles ne sont pas, à l’heure actuelle, suffisamment homogènes pour dégager des tendances indiscutables sur l’évolution de l’activité cyclonique sur le bassin et à proximité des côtes de la Réunion.

Il n’y a pas de relation directe entre l’activité cyclonique globale du bassin et le risque cyclonique encouru pour La Réunion. Une saison de faible activité peut engendrer un cyclone destructeur pour l’île, tandis qu’une saison très active peut ne voir aucun système intéresser La Réunion.

3.2.4. Activité orageuse

a) Tendances observées Un orage est un phénomène atmosphérique caractérisé par une série d'éclairs et de coups de tonnerre. Il est toujours lié à la présence d'un nuage de type cumulonimbus et s’accompagne souvent par un ensemble de phénomènes violents : rafales de vent, précipitations intenses parfois de grêle et quelquefois vents rabattants, ou bien trombes ou tornades. L’étude de l’activité orageuse sur la période de 1969 à 2008 selon les données de la station Gillot, montre une moyenne de 12,8 jours d’orages par an. Les orages se forment préférentiellement dans les basses couches de l’atmosphère d’une masse d’air chaude et humide et se produisent préférentiellement l’été (décembre-janvier-février) et pendant l’automne austral (mars-avril-mai). A contrario, pendant l’hiver austral et le printemps, les basses couches de l’atmosphère étant plus fraîches et surtout la pression atmosphérique étant plus élevée, elles ne favorisent par le développement des nuages d’orages (cumulonimbus). La tendance calculée sur la période 1969-2008, indique un nombre annuel en baisse de deux jours (Illustration 61).


Illustration 61 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot sur la période 1969-2008 (extrait rapport Météo France, septembre 2009)

Toutefois, on constate des évolutions différentes des 2 principales saisons orageuses avec une augmentation des jours d’orage (+3,7j) en début de saison chaude (décembre-janvier-février) et une baisse en fin de saison (mars-avril-mai) (-4,5j) (Illustration 62).

Illustration 62 : Nombre annuel de jours d’orage à Gillot par saison* (extrait rapport Météo France, septembre 2009) - *DJF (Décembre, janvier, Février), MAM (Mars, Avril, Mai), JJA (juin, Juillet, Aout),

OND (Octobre, Novembre, Décembre).

3.2.5. Houles Australes et cycloniques


Houle Australe

Une étude statistique a été réalisée par Météo-France (rapport septembre 2009), à partir de données simulées de hauteur de houle basées sur une réanalyse du modèle



numérique développé au Centre Européen pour les Prévisions Météorologiques à Moyen Terme.

Selon cette étude, il semblerait que la fréquence des épisodes de houle australe ait tendance à légèrement augmenter depuis 50 ans avec une accélération de cette augmentation dans les 20 dernières années. Toutefois, et bien que le modèle numérique soit très performant, l’usage de données de hauteur de houle simulées, et non pas directement observées, limitent la confiance que nous pouvons apporter à ces résultats.

Houles cycloniques

La génération des houles cycloniques dépendant étroitement de l’activité cyclonique et cette dernière étant très difficile, comme il a été vu précédemment, d’y d’établir des tendances, il en est, par voie de conséquence, de même pour les houles cycloniques.

3.2.6. Alizés

Le gradient de pression entre les hautes pressions de l'anticyclone des Mascareignes et les basses pressions équatoriales génère les alizés. Ces derniers, par leur direction par rapport au relief de l’île, définissent les limites de la côte au vent et de la côte sous le vent et modulent de façon indirecte la répartition géographique des précipitations. Ainsi, l’évolution de localisation et de force de ces deux centres d'actions ont une influence sur le régime des vents et également sur les précipitations. Actuellement, les deux centres d’action ont un déplacement méridien saisonnier qui suit le mouvement apparent du soleil par rapport à la Terre. En hiver, la position moyenne de l'anticyclone se rapproche de La Réunion en se décalant à la fois vers le Nord et vers l'Ouest tandis que sa pression moyenne au centre se renforce. Les basses pressions équatoriales, elles, se déplacent quant à elle vers le Nord et l'Est en suivant le même mouvement. La pression atmosphérique à La Réunion est de l'ordre de 1020 hPa. Le gradient de pression moyen est à son maximum et engendre des alizés vigoureux de secteur Est qui atteignent fréquemment 70 km/h en rafales sur les côtes Nord et Sud de l'île. L'été, l'anticyclone perd de sa vigueur et s'éloigne vers le Sud-Est tandis que les basses pressions équatoriales s'étendent vers le Sud. La pression moyenne à La Réunion est de l'ordre de 1011 hPa. C'est la période de l'année où le gradient moyen de pression est le plus faible entraînant une baisse significative des alizés qui disparaissent même certains jours (Illustration 63).


Illustration 63 : Pression au niveau de la mer moyenne sur la période 1961-1990 (source Météo-France)

Les modèles climatiques simulant l’évolution des grands centres d’action montrent que : - l’anticyclone des Mascareignes se renforcerait pendant l’hiver austral et devrait

ainsi engendrer des alizés plus vigoureux ; - l’orientation des alizés ne varierait pas et de ce fait :

o les côtes Nord-Est et Sud-Ouest resteront les côtes les plus exposées aux alizés et les côtes Nord-Ouest et Ouest resteront le plus souvent déventées ;

o il n'y aura pas de bouleversement géographique sur le régime des précipitations. La façade Est conservera son climat humide tandis que la façade Ouest restera plus sèche.Les côtes les plus ventées resteraient les façades Nord-Est et Sud-Ouest.



3.3. SYNTHESE DES EVOLUTIONS DES PARAMETRES CLIMATIQUES ATTENDUS A LA FIN DU XXIIEME SIECLE

Paramètre climatique Evolution

Température

A l’échelle du Globe : une hausse des températures moyennes de 1,8 à 4,0°C selon les scénarios. Sur l’océan Indien, le réchauffement est un peu plus faible avec des valeurs prévues comprises entre 1,4°C et 3,7°C. Sur l’Île de La Réunion la hausse est encore plus faible avec une fourchette comprise entre 1,0 et 3,2°C selon les scénarios et les modèles.

Précipitations

A l’Echelle du Globe : Les simulations climatiques prévoient une augmentation des précipitations très probable sous les hautes latitudes et des baisses probables sur la plupart des terres tropicales ainsi qu’une tendance à l’augmentation des jours de pluies intense dans de nombreuses régions. Dans l’océan Indien, les projections des précipitations annuelles font apparaître une tendance de -2% à +20% selon les modèles par rapport au climat actuel. Sur La Réunion, la moyenne des modèles prévoit une légère baisse des précipitations pour la fin du 21

ième siècle qui varie entre -6 et -8%

selon les scénarios mais avec une dispersion qui varie de -36% à +21% selon les modèles. En revanche, quels que soient les scénarios envisagés, les modèles semblent s’accorder sur une baisse plus marquée des précipitations pendant l’hiver austral. Les périodes sèches seraient plus longues, particulièrement sur la façade sous le vent, aggravant ainsi les épisodes de sécheresse sur une zone déjà peu arrosée pendant la saison sèche. Les précipitations faibles à modérées seraient plus rares mais les épisodes pluvieux extrêmes plus nombreux.

Activité Cyclonique

Les relations avec le réchauffement climatiques ne sont pas établies de manière claire. Il semblerait tout de même qu’on observe dans le climat futur une baisse du nombre de cyclones avec en contrepartie une augmentation des systèmes intenses et des précipitations associées.


Niveau de la Mer le niveau de la mer va continuer de monter à un rythme d’environ 4 ± 2 mm/an soit une élévation de 20 à 60 centimètres en un siècle selon les prévisions du GIEC. D’autres études, prévoient une augmentation de 1m et plus. Ces différences sont liées aux incertitudes sur les contributions des calottes polaires.

Les modèles prédisent une forte variabilité régionale des changements du niveau de la mer pour le siècle à venir. Les résultats des simulations sont très différents d’un modèle à l’autre, si bien qu’il est difficile de dire, pour l’instant, quelle sera plus précisément la hausse du niveau de la mer sur les côtes de La Réunion.

Alizés l’anticyclone des Mascareignes se renforcerait pendant l’hiver austral et devrait ainsi engendrer des alizés plus vigoureux. Pour autant, l’orientation des alizés ne varierait pas. Les côtes les plus ventées resteraient les façades Nord-Est et Sud-Ouest.

Tableau 9 : Synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ième

siècle en l’état des connaissances actuelles



4. Evaluation des modifications potentielles sur les risques naturels

4.1. MODIFICATIONS POTENTIELLES DE L’ALEA MOUVEMENT DE TERRAIN

4.1.1. Glissements de terrain

Les glissements de terrain ayant une relation directe avec les précipitations, une augmentation des épisodes pluvieux intenses, engendrera une augmentation de ces phénomènes. Il s’agit :

- d’une part d’une augmentation des phénomènes superficiels liés à une saturation des sols comme les phénomènes de fluage reptation ou de coulée boueuse ;

- d’autre part, d’une augmentation de la fréquence des instabilités d’ampleur faible à moyenne et un accroissement des déplacements sur les évènements de grande ampleur (Grand-Ilet/ Hell-Bourg).

Par ailleurs, la diminution des écarts thermiques tendra à limiter la « fatigue » des niveaux de surface due aux sollicitations thermiques cycliques. Cependant, l’augmentation des périodes de sécheresse tendra à favoriser les phénomènes de desquamation des terrains de couverture et de façon induite d’instabilités d’ampleur variable.

Dans une moindre mesure, le renforcement des vents (régime des Alizés, cyclones plus intenses) devrait avoir une action déstabilisatrice sur les terrains en raison des contraintes accrues sur la végétation les protégeant.

4.1.2. Instabilités rocheuses

Les actions déstabilisatrices liées aux sollicitations cycliques générant la fatigue du matériau et favorisant sa baisse de résistance tendront :

- d’une part à diminuer en ce qui concerne la température, étant donné la tendance à la réduction des écarts thermiques entre le jour et la nuit ; et d’autre part à augmenter avec l’accentuation des épisodes de sécheresse favorisant l’altération superficielle et la déstructuration des niveaux plutôt meubles ;

- à s’intensifier concernant le vent, avec le renforcement des Alizés.

De même les actions violentes dues au vent (déracinement des arbres en paroi provoquant des chutes de blocs) tendront également à augmenter avec les épisodes cycloniques extrêmes.


Par ailleurs, l'augmentation des épisodes pluvieux intenses augmentera les infiltrations ou résurgences d'eau dans les parois rocheuses pouvant entrainer le basculement d'écailles de roche.

Bien que les effondrements de grande ampleur (remparts) n’aient pas de relation directe de cause à effet avec l'intensité des pluies, une augmentation des mouvements de plus faible ampleur, est à prévoir. Il en est de même avec les phénomènes de coulées de débris (déboulés) qui se produisent préférentiellement lors d'épisodes pluvieux intenses.

4.1.3. Erosion de sol

L'érosion du sol étant directement lié à l'intensité des précipitations (désagrégation des particules de sol, ruissellement entrainant les particules de sols favorisé par les phénomènes de battance et saturation des sols, pouvoir érosif du filet d’eau sur les zones à fortes pentes), une augmentation de ce phénomène est à prévoir. Il touchera de façon préférentielle les terrains en partie dénudés et vallonnés qui favorisent la concentration du ruissellement.

Par ailleurs, ce phénomène d’érosion des sols, pourrait être accentué dans la partie Ouest de l’île où une sécheresse accrue est attendue, pouvant ainsi entraîner d’une part, plus de feux de forêt, dénudant ainsi les sols, et d’autre part, une dessiccation des sols pouvant provoquer de petits éboulis accentués par l'action des agents météoriques.

De plus, une diminution de la couverture végétale protégeant les sols face aux phénomènes érosifs serait à prévoir due :

- d’une part, aux actions des vents qui tendront à s’intensifier et de ce fait augmenteront les contraintes sur le couvert végétal

- d’autre part, à l’augmentation du niveau de la mer, laissant craindre une augmentation de la salinisation dans les aquifères côtiers engendrant ainsi un impact sur la fertilité des sols et leur capacité à y voir se développer la végétation.

- enfin, à la sécheresse accrue attendue dans la partie Ouest de l’île.

Toutefois, le climat tendant à se réchauffer, on peut également prévoir une augmentation de la photosynthèse et donc du couvert végétal tempérant ainsi les effets négatifs d'érosion de sol.

4.1.4. Erosion de berge

L'érosion de berge étant directement liée à l'action mécanique de l'eau, une augmentation des épisodes pluvieux intenses augmentera les épisodes de crues, ce



qui amplifiera les actions érosives sur les berges d’autant plus qu’elles sont constituées de matériaux érodables et sont encaissées.

D'autres part, l'augmentation des infiltrations d'eau, favorisera l'altération et donc la baisse de résistance des matériaux constitutifs des berges.

4.2. MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA INONDATION

Les inondations étant directement liées aux précipitations, une augmentation des épisodes pluvieux intenses aura une conséquence aggravante directe sur l'ampleur du phénomène. On peut s’attendre à une augmentation des crues éclairs et des phénomènes de lave torrentielle.

De plus, un phénomène aggravant peut être à prévoir avec l'élévation du niveau de la mer : le phénomène de concomitance d'inondations fluviales et marine. C'est ce qui peut se produire lors d'évènements extrêmes où la surcote empêche l'évacuation des rivières à la mer augmentant ainsi les inondations côtières.

4.3. MODIFICATIONS POTENTIELLES SUR L’ALEA COTIER

4.3.1. Erosion côtière

L'élévation du niveau de la mer entrainera une aggravation du phénomène d'érosion. En effet, la houle atteindra des parties plus élevées du rivage, érodant des zones jusqu’alors épargnées par les forçages hydrodynamiques.

Par ailleurs, l’élévation du plan d’eau aura pour conséquence un moindre amortissement des vagues qui déferlent ainsi avec davantage d’énergie sur le rivage, causant de l’érosion.

De plus, l’augmentation des épisodes pluvieux extrêmes augmentera les infiltrations et donc la fragilisation des falaises littorales. Cependant, cela permettra également d’augmenter les apports de sédiments sur la côte.

De même, l'intensification des vents (alizés, cyclones) entrainera : - un renforcement de la houle cyclonique et de son action érosive sur tous les types

de littoraux ; - un renforcement de la dérive littorale sur les façades exposées aux alizés et par

conséquent des érosions liées au blocage de ce courant ; - une augmentation du phénomène de déflation sur les cordons sédimentaires ; - une augmentation du rôle des embruns sur la fragilisation des roches constitutives

des falaises littorales (haloclastie).

Enfin, la modification du régime des pluies aura une conséquence sur la croissance de la végétation jouant une protection des terrains littoraux. De même, l’acidification des océans liée à la dissolution du CO2 dans les océans, affectant les organismes vivants


sensibles au pH, en particulier les coraux, limiterait la protection qu’ils exercent sur l’agression des vagues.

4.3.2. Submersion marine

De manière générale, l'élévation du niveau de la mer lié à l’augmentation de la température de surface des océans et à la fonte des glaces entrainera d’une part, la submersion temporaire de nouvelles zones, et d’autre part la submersion permanente de certaines zones côtières aujourd’hui émergées.

Concernant les différents régimes de houle à La Réunion, les recherches actuelles ne permettent pas encore de prédire une évolution précise. Les projections du rapport de Météo-France (2009) n’indiquent pas de bouleversement, si ce n’est une intensification des houles d’alizés pendant l’hiver austral sur les côtes déjà exposées mais qui n’est pas quantifiée. Les données d’observations des 20 dernières années de la houle australe indiquent une légère augmentation de sa fréquence.

Les risques majeurs de submersions extrêmes viendront de la probable augmentation des phénomènes cycloniques extrêmes de par les houles cycloniques générées mais aussi par la surcote atmosphérique (rôle de la pression barométrique et des vents de mer).

De même que pour l’érosion, les protections naturelles que représentent la végétation et les coraux (atténuation de l’agression des vagues) pourraient être limitées par la modification du régime des pluies et l’acidification des océans.

4.4. SYNTHESE DES MODIFICATIONS POTENTIELLES ATTENDUES SUR LES ALEAS NATURELS

Les connaissances actuelles sur l’évolution du climat et des phénomènes atmosphériques à l’échelle locale sont encore mal connues. Ce manque de connaissance rend difficile l’évaluation précise de l’évolution des aléas. Ainsi un degré de confiance vis-à-vis de la modification de l’aléa a été précisé, qui est directement lié à la « robustesse » des évolutions climatiques attendues.

Les phénomènes liés à l’augmentation des températures et du niveau de la mer, qui sont des tendances « robustes » du changement climatique, ont été qualifiés avec un degré de confiance « fort ».

Quant aux phénomènes liés aux évènements extrêmes (houle cyclonique, précipitations extrêmes), il est difficile à l’heure actuelle d’établir une tendance fiable sur ces paramètres climatiques, même si les premières observations tendent à montrer une augmentation de ces évènements. Ces phénomènes ont donc été qualifiés avec un degré de confiance faible à modéré. Il en est de même pour les phénomènes liés au régime des Alizés où des tendances se dégagent mais qui nécessitent un approfondissement des connaissances.



Ainsi, les incertitudes sur les phénomènes d’inondations et de mouvements de terrain, sont directement liées au manque de connaissance concernant l’occurrence et l’intensité des phénomènes pluvieux extrêmes, et pour les phénomènes côtiers celle-ci est liée au manque de connaissance sur les régimes de tempête qu’il conviendra d’approfondir.

Enfin, les phénomènes liés à la baisse des précipitations notamment sur la partie Ouest de l’île pendant l’hiver austral ont été qualifiés avec un degré de confiance modéré étant donné, la concordance des modèles quel que soit le scénario envisagé.

Changement du facteur climatique attendu

ALEA potentiellement impacté

Modification de l'aléa attendue Degré de confiance

Augmentation des épisodes pluvieux intenses


Augmentation, des infiltrations dans le corps du glissement et des

circulations d’eau souterraines préjudiciables à la stabilité

Faible

Augmentation des phénomènes superficiels liés à la saturation des

sols qui entraine une perte de cohésion des niveaux meubles

(coulées de boue, fluage reptation)

Faible

Augmentation de la fréquence des instabilités d’ampleur faible à

moyenne et un accroissement des déplacements sur les évènements

de grande ampleur

Faible


Augmentation, des infiltrations ou résurgences dans les parois rocheuses préjudiciables à la stabilité pouvant entrainer une

augmentation des phénomènes de chutes de blocs et coulées de

débris

Faible

EROSION DE BERGE Augmentation des épisodes de crues et plus marqués et donc

amplification les actions érosives sur les berges constituées de

matériaux érodables et d’autant plus encaissées

Faible

Augmentation des infiltrations et donc fragilisation des berges Faible

EROSION DE SOL Intensification des phénomènes érosifs du sol (effet « splash »,

battance, ruissellement) Faible

INONDATIONS Intensification des épisodes de crues et plus marqués Faible


Augmentation des phénomènes de lave torrentielle Faible

Augmentation des crues éclairs

Faible

EROSION COTIERE Augmentation des apports de sédiments sur la côte Faible

Augmentation des infiltrations fragilisant les falaises côtières Faible

Augmentation de l'intensité des vents liés au renforcement

des Alizés et une augmentation des épisodes

cycloniques intenses


Intensification des actions destabilisatrices du vent sur les

terrains par arrachement du couvert végétal (effet levier)

Faible


Intensification des actions destabilisatrices du vent (sollicitations cycliques,

déracinement des arbres en paroi)

Faible

EROSION DE SOL Augmentation de l'érosion : augmentation des sols dénudés

par arrachememnt de la végétation jouant un rôle protecteur

Faible

EROSION COTIERE Augmentation de l'intensité des vagues et donc des phénomènes

érosifs en période de tempête Faible

Augmentation du phénomène de déflation sur le cordon littoral Faible

Augmentation du phénomène d’haloclastie (fragilisation de la

roche des falaises par les embruns)

Faible

Augmentation des températures


Diminution de la « fatigue » des niveaux de surface due aux

sollicitations thermiques cycliques

Fort


Diminution de la fatigue des matériaux dues aux sollicitations

thermiques cycliques

Fort

EROSION DE SOL Augmentation de la photosynthèse et donc du couvert végétal

protégeant le sol des agents météoriques

Fort



Sècheresse (Ouest de l'île)


Augmentation des phénomènes de desquamation des terrains de couverture et de façon induite

d’instabilités d’ampleur variable

Fort


Augmentation des altérations superficielles et déstructuration des

niveaux plutôt meubles

Fort

EROSION DE SOL Augmentation des feux de forêt laissant les sols dénudés et donc

vulnérables aux actions météoriques

Modéré

Dessiccation des sols pouvant provoquer des petits éboulis

accentués par les actions météoriques

Modéré

Elévation du niveau marin

EROSION DE SOL Salinisation des nappes phréatiques pouvant entrainer la

diminution de la végétation

Fort

INONDATION Augmentation des zones côtières inondées

Fort

EROSION COTIERE Augmentation des zones littorales érodées par atteinte des parties

plus élevées du rivage

Fort

Diminution de la dissipation de l’énergie des houles sur le littoral

Fort

SUBMERSIONS MARINES

Augmentation des zones submergées de façon temporaire Fort

Création de zones submergées de façon permanente Fort

Augmentation des phénomènes cycloniques

intenses

SUBMERSIONS MARINES

Augmentation des phénomènes de submersion extrêmes

Faible à Modéré

Tableau 10 : Synthèse des modifications potentielles attendues sur les aléas naturels par le changement climatique



5. Propositions d’indicateurs du changement climatique, et d’axes d’améliorations des

connaissances

5.1. PROPOSITIONS D’INDICATEURS PERMETTANT D’EVALUER LE CHANGEMENT CLIMATIQUE ET SES EFFETS

Un indicateur est une information, associée à un phénomène, permettant d’en indiquer l’évolution dans le temps, de façon objective, et pouvant rendre compte des raisons de cette évolution. Un indicateur s’appuie sur une ou plusieurs séries de données mesurées. Les séries de mesures doivent couvrir une période suffisamment longue pour dégager une tendance et éliminer les variabilités interannuelles. Un ensemble d’indicateurs de vulnérabilité face au changement climatique est proposé ci-après.

5.1.1. Indicateurs climatiques

Température

Suivi de la température moyenne de l’air de façon mensuelle

L’augmentation des températures de l'air est un des signes les plus visibles du changement climatique. Il importe d'examiner l'ampleur du réchauffement mais aussi son rythme. La température moyenne est le premier paramètre à étudier.

Suivi de la température de la surface de la mer

Le suivi de la température de la surface de la mer est un paramètre physique essentiel pour estimer l'évolution des systèmes météorologique et océanique ainsi que leur couplage.

La répartition des températures de surface est essentielle dans certains phénomènes comme les phénomènes cycloniques. La fréquence d’apparition de ces phénomènes à fort impact pourra être étudiée.

Un indicateur a été mis en place à la Réunion permettant la mesure de la température de la surface de la mer par télédétection haute résolution spatiale. Ces mesures se font à l’aide de stations de réception des satellites faisant partis du réseau SEASnet (Surveillance de l’environnement Assisté par satellites) développé par l’IRD, qui permettent d'accéder à des données satellitaires dont la résolution spatiale est de 1km. Un radiomètre de satellites météorologiques et environnementaux capte l'émission infrarouge de la surface de la Terre et calcule à partir de celle-ci la température de surface de la mer. L’Illustration 64 ci-dessous est un exemple d’image SST-HR, représentant les températures de surface de la mer. C’est une synthèse de plusieurs


images centrées à la date du 28 octobre 1999. Ces synthèses sont effectuées quotidiennement de manière à obtenir une image quotidienne de la température de surface la plus probable. La série temporelle d’images qui en découle sur un site donné constitue une base de données à partir de laquelle peut être menée toute étude sur la dynamique et l’évolution de cet indicateur.

Illustration 64 : température de la surface de la mer – synthèse image du 28/10/1999. Station de la Réunion (source site ONERC)

Evolution de la mer

Suivi du niveau moyen global des océans

L’élévation du niveau moyen global des océans est une des conséquences attendues du réchauffement climatique.

L’évolution du niveau moyen des océans est suivi depuis 1993 (avec le satellite Topex/Poséidon) à partir de données altimétriques satellitales. L’altimétrie par satellite permet une couverture pratiquement globale des océans, avec une répartition géographique homogène, et une répétitivité qui permet le suivi au long cours. Le niveau moyen des mers peut ainsi être mesuré depuis 1993, et poursuivi depuis grâce aux recouvrements entre les satellites successifs. La mesure du niveau moyen des océans par altimétrie intègre les deux facteurs principaux de variation du niveau, l’effet stérique (effet de la température et de la salinité sur le niveau) et les variations de masses (apport d’eau douce, dont la fonte des glaciers, notamment).



Suivi de la salinité de surface de la mer

Les variations de la salinité de surface de la mer sont un des signes pertinents qui permettent de quantifier la variabilité du climat et, en particulier, du cycle de l’eau liée aux variations naturelles et au changement global.

Pluviométrie

Nombre de jours de précipitations extrêmes

Les jours de pluies intenses semblant tendre à augmenter avec les évènements extrêmes, il est intéressant de quantifier le phénomène.

Suivi du niveau d'eau dans les aquifères

La diminution de la pluviométrie entrainera une diminution de la recharge en eau des aquifères.

Suivi du débit dans les rivières

Une baisse globale de la pluviométrie entrainera dans les rivières une diminution globale des débits, notamment au moment de l’étiage.


5.1.2. Indicateurs liés aux risques naturels Les variations des aléas naturels face au changement climatique peuvent être observées par le suivi des indicateurs suivants :

- Nombre de phénomènes naturels recensés par typologies et ampleur

- Evolution de la vitesse des mouvements de grande ampleur

- Nombre de communes concernées au moins une fois par un arrêté de catastrophe naturelle

- Nombre de voies inondées ou rendues impraticables lors de catastrophes naturelles (inondations, mouvements de terrain, cyclone, submersion côtière temporaire ou définitive)

- Nombre d’arrêtés de limitation/interdiction d’utilisation de l’eau sur le département

- La sécheresse accrue attendue dans l'Ouest de l'Ile et qui est déjà visible sur l’ile nécessite de prendre des mesures de restriction qu'il est intéressant de suivre.

- Surface incendiée ou détruite suite à des évènements extrêmes Les évènements extrêmes (sècheresse attendue notamment dans l'Ouest de l’île ou encore cyclone) peuvent entrainer la destruction des terrains.

- Suivi de l’état des récifs coralliens Il s’agit d’un indicateur important du fait de son rôle protecteur sur le littoral face à l'action dévastatrice des submersions marines.



5.1.3. Suivi des impacts du changement climatique sur différents secteurs

Suivi des impacts liés au changement de température et du régime des précipitations

Ecosystème et Biodiversité

Le changement climatique peut avoir une incidence directe sur la biodiversité. Ainsi, un suivi de la répartition et de l’évolution de la biodiversité peut être intéressant.

Un indicateur a été mis en place à la Réunion permettant le calcul de la concentration en chlorophylle-a (Chl-a) à partir d’images satellites grâce au réseau SEASnet développé par l’IRD. En effet, Toutes les algues microscopiques qui composent le phytoplancton contiennent de la chlorophylle-a. Ce pigment, présent dans tous les organismes photosynthétiques, présente une absorption relativement forte et faible respectivement dans les fenêtres spectrales bleues et vertes. L'utilisation de cette propriété physique conduit au calcul de la concentration en chlorophylle-a (Chl-a) à partir d'observations satellitaires. Ainsi, en mesurant avec précision la couleur des océans par l'intermédiaire de satellites spécifiques, nous pouvons avoir une bonne estimation de la concentration de phytoplancton de la colonne en eau. (Illustration 65).

Illustration 65 : carte des concentrations en Chlorophylle-a issue des données synthétisées sur une période de 8 jours entre le 08/10/2002 et le 15/10/2002 de la station de réception

satellitaire de l’île de La Réunion (source site ONERC).


Agriculture – forêt- Pêche

Les modifications des températures, des précipitations, des événements « extrêmes » (sécheresse, cyclone) peuvent avoir des conséquences directes importantes sur l'ensemble des productions.

On peut proposer un suivi de la superficie de culture irriguée, la sécheresse accrue attendue notamment dans la partie Ouest de l’ile entrainant un risque de recours croissant à l’irrigation. D’autres suivis peuvent être intéressants : suivi des dates de récoltes pour certaines cultures, suivi de l’occupation des sols, (en effet le changement climatique peut pousser les stratégies humaines à modifier l’usage des sols, ainsi qu’à urbaniser les zones agricoles), mise en culture de friche ou de forêt… Un plan d’occupation des sols permettrait ainsi de suivre ces évolutions.

Energie

L'augmentation des températures aura un impact sur la consommation d’énergie comme une augmentation des besoins liés à la réfrigération et à la climatisation.

Santé

Le changement climatique avec notamment la modification des températures et du régime des précipitations pourra affecter la santé humaine. Un suivi de la qualité de l’air, de l’eau (de baignade et destinée à la consommation humaine et animale), des vecteurs de pathologies (populations vectorielles de maladies infectieuses, du nombre d'épidémies ou autres maladies liées aux effets climatiques peuvent être proposées.

Suivi des impacts liés à l’augmentation du niveau de la mer

Ressource en eau

L'augmentation du niveau de la mer, va entrainer une augmentation du risque de salinisation des aquifères côtiers. Cette évolution pourra être principalement suivie par la mesure de la conductivité.

Tourisme

Le tourisme est une activité majeure à la Réunion, qui est très développée sur le littoral. L'élévation du niveau de la mer peut avoir des effets négatifs qui pourraient menacer de manière importante certaines économies et activités touristiques. Un suivi de l'évolution de la fréquentation et de flux touristiques pourra être réalisé.

Infrastructures-habitations

De même, l’élévation du niveau de la mer sera particulièrement critique pour les populations des zones basses, l’évolution du nombre d’habitations et également des infrastructures sur le littoral pourra être suivie.



5.1.4. Synthèse des indicateurs du changement climatique proposés

INDICATEURS CLIMATIQUES

Température Suivi de la température moyenne de l’air de façon mensuelle

Suivi de la température de la surface de la mer

Evolution de la mer Suivi du niveau moyen global des océans

Suivi de la salinité de surface de la mer

Précipitations Nombre de jours de précipitations extrêmes

Suivi de la recharge en eau des aquifères

Suivi du débit dans les rivières

INDICATEURS LIES AUX RISQUES NATURELS

Inventaire et suivi des phénomènes naturels Suivi du nombre de phénomènes naturels par typologie et ampleur .Suivi de l’évolution de la vitesse des mouvements de grande ampleur

Arrêté de catastrophe naturelle Suivi du nombre de communes concernées au moins une fois par un arrêté de catastrophe naturelle

Arrêté de limitations/interdiction d’utilisation de l’eau sur le département

Suivi du nombre d’arrêtés de limitation/interdiction d’utilisation de l’eau sur le département

Nombre de catastrophes naturelles Suivi du nombre de voies inondées ou rendues impraticables lors de catastrophes naturelles (inondations, mouvements de terrain, cyclone, submersion côtière temporaire ou définitive)

Nombre de surface incendiées ou détruites suite à des évènements extrêmes (sécheresse, cyclone)

Etat des récifs coralliens

Suivi de l’état des récifs coralliens


SUIVI DES IMPACTS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR DIFFERENTS SECTEURS

Suivi des impacts liés aux changements de température et du régime des précipitations

Ecosystème et biodiversité Indicateur sur la faune et la flore

Suivi de l’évolution des concentrations en chlorophylle-a (Chl-a) (pigment majeur des phytoplanctons)

Agriculture – Forêt - Pêche Superficie de culture irriguée

Suivi des dates de récoltes pour certaines cultures

Suivi de l’occupation des sols

Energie Evolution de la demande énergétique (augmentation de la demande en réfrigération et climatisation)

Santé Suivi de la qualité de l’air, de l’eau (de baignade et destinée à la consommation humaine et animale), des vecteurs de pathologies (populations vectorielles de maladies infectieuses)

Suivi du nombre d’épidémies ou autres maladies liées aux effets climatiques

Suivi des impacts liés à l’augmentation du niveau de la mer

Ressource en eau Suivi de la salinité des aquifères

Tourisme Evolution de la fréquentation et des flux touristiques

Infrastructures - Habitations Evolutions du nombre d’habitats et infrastructures sur le littoral

Tableau 11 : Synthèse des indicateurs du changement climatique



5.2. PROPOSITION D’AXES D’AMELIORATION DES CONNAISSANCES

Afin de réduire les incertitudes sur les impacts du changement climatique sur les aléas naturels, il est nécessaire d’une part d'approfondir les connaissances sur l'évolution des facteurs climatiques et d’autre part de mieux appréhender quantitativement les mécanismes des aléas naturels, en particulier la part respective de chaque paramètre.

5.2.1. Sur l’évolution du climat

Pour se faire, il convient :

- de réaliser des études plus fines sur l’évolution du régime des alizés qui s’avère être un axe primordial de recherche pour la compréhension du climat réunionnais futur (microclimats) ;

- de développer les recherches concernant l’évolution de l’activité cyclonique en termes d’intensité, de trajectoire et de fréquence ;

- de réaliser des études plus approfondies sur l’évolution de l’action des houles (australe et cyclonique) en termes de période, hauteur et direction, dont l’évolution des impacts sur le littoral est peu appréhendée à ce jour ;

- de s’intéresser de plus près à l’impact de l’augmentation de la température de la surface de l’eau sur la direction des courants et l’intensité des phénomènes cycloniques ;

- d’étudier de manière plus précise l’impact de l’acidification des océans sur l’ensemble des écosystèmes marins et en particulier sur les récifs coralliens protégeant les littoraux de l’agression des vagues.

5.2.2. Sur les risques naturels

Plusieurs axes permettraient de mieux évaluer l’impact de l’évolution du climat sur les risques naturels. Il serait nécessaire de :

- développer et maintenir les réseaux d'observations de suivi à long terme des phénomènes naturels afin de disposer des données quantifiées nécessaires à la mise en relation avec les évolutions climatiques ;

- mettre en œuvre des modèles numériques permettant de simuler quantitativement les aléas naturels intégrant les paramètres climatiques sur la base de scénarios futurs ;

- réaliser sur la base des réseaux de suivi et des résultats de modélisation des études de vulnérabilité en s’attachant à la cartographie des zones exposées à un aléa futur et en proposant des solutions de gestion en terme de mitigation et d’adaptation au risque futur.



6. Conclusion

Cette étude préliminaire de l'impact du changement climatique sur les risques naturels à la Réunion, a permis tout d'abord de dresser un bilan des mécanismes des aléas mouvements de terrain, inondation et côtiers afin d’expliciter leur sensibilité respective aux paramètres climatiques identifiés que sont la température, les précipitations, le vent, la houle et le niveau marin.

En outre, une synthèse des évolutions climatiques attendues à la fin du 21ieme siècle est proposée. Principalement basée sur le rapport de Météo-France de 2009 sur La Réunion, elle met en évidence, de manière schématique, une augmentation de la température ; une légère baisse des précipitations pour la fin du siècle en particulier dans l’ouest de l’île mais par contre des épisodes pluvieux extrêmes plus nombreux ; un renforcement des alizés pendant l’hiver austral ; une augmentation du niveau de la mer et une activité cyclonique moins fréquente mais plus intense.

L'intégration de ces scénarios climatiques permet d'apprécier, en fonction de l’état des connaissances, les relations de cause à effet sur les mécanismes des phénomènes à risques. Ainsi,

- Une augmentation des épisodes pluvieux intenses aurait pour conséquence :

o Sur les mouvements de terrain : une augmentation des phénomènes de glissements de terrain avec d’une part, une augmentation des phénomènes superficiels liés à la saturation du sol (coulée de boue, phénomènes de fluage-reptation), et d’autre part, une augmentation de la fréquence des instabilités d’ampleur faible à moyenne et un accroissement des déplacements sur les évènements de grande ampleur. Concernant les instabilités rocheuses, un accroissement des phénomènes de faible et moyenne ampleur serait à prévoir. Il en est de même avec les phénomènes de coulées de débris (déboulés) qui se produisent préférentiellement lors d'épisodes pluvieux intenses.

o Une augmentation des phénomènes érosifs. Pour les sols, ces phénomènes s’accentueraient de façon préférentielle sur les terrains en partie dénudés et vallonnés qui favorisent la concentration du ruissellement. Pour les berges, ils seraient d’autant plus marqués que celles-ci seront constituées de matériaux érodables et encaissées. Les falaises littorales, seraient d’autant plus fragilisées par les infiltrations accrues d’eau.

o En termes d’inondation, une augmentation des crues éclairs et des phénomènes de lave torrentielle serait à attendre. De plus, un phénomène aggravant, le phénomène de concomitance d'inondations fluviales et marine, peut être à prévoir avec l'élévation du niveau de la mer.


- Une augmentation de l’intensité des vents d’alizés et cycloniques, aurait une conséquence aggravante sur les phénomènes d’érosion côtière ( intensification des vagues destructrices en période de tempête, de la dérive littorale et phénomènes de déflation sur le cordon littoral et d’haloclastie sur les falaises littorales) ; dans une moindre mesure sur les mouvements de terrain (accentuation des actions destabilisatrices du vent sur les terrains (arrachement du couvert végétal jouant un rôle protecteur) et parois rocheuses ( sollicitations cycliques et déracinement des arbres en paroi) .

- Une augmentation de la sécheresse dans l’Ouest tendrait à impacter les phénomènes de mouvements de terrain en favorisant les phénomènes de desquamation, dissication, et feux de forêt (dénudant ainsi les terrains et les rendant alors plus vulnérables aux agents météoriques).

- L’élévation du niveau marin aggraverait les phénomènes d’inondation et de submersion (augmentation des zones côtières submergées de façon temporaire et permanente) et phénomènes érosifs (augmentation des zones littorales érodées par atteintes par les vagues des parties plus élevées du rivage et risque de salinisation des nappes phréatiques pouvant entrainer la diminution de la végétation jouant un rôle protecteur pour les sols).

- Les basses pressions barométriques (influence de cyclones plus intenses) aggraveraient également les phénomènes de submersions marines et d’érosion littorale.

- L’augmentation des températures, aggraverait par ailleurs, les phénomènes d’érosion côtière en affectant notamment les coraux (l’acidification des océans) jouant un rôle protecteur vis-à-vis de l’agression des vagues.

Certains de ces effets aggravants sur les aléas naturels, pourraient être atténués par des effets bénéfiques du changement climatique. Il s’agit essentiellement de l’augmentation des températures qui, en favorisant la photosynthèse, devraient accroitre la protection de la végétation sur les terrains (atténuant ainsi les phénomènes érosifs des sols et les glissements superficiels).

Toutefois, il n’est pas possible de généraliser des tendances d’évolution par type d’aléa en raison :

- d’une part, des incertitudes qui pèsent encore sur l’importance du rôle des paramètres climatiques par rapport aux autres paramètres (géologiques par exemple) sur les aléas,

- d’autre part, des incertitudes sur les scénarios climatiques.

Ainsi, il est nécessaire d'approfondir les connaissances sur l'évolution des facteurs climatiques, et également de mieux appréhender quantitativement les mécanismes des aléas naturels.

Pour se faire, il est nécessaire de s’attacher notamment au développement des réseaux d’observations de suivi à long terme des phénomènes naturels ainsi que des d’outils de modélisation adaptés au contexte réunionnais.



Un Observatoire Régional des Risques Naturels (ORN) est actuellement en projet à la Réunion. Celui-ci permettra notamment, de collecter et mutualiser l’information en vue d’établir un état des lieux et de suivre l’évolution des risques naturels au niveau régional en terme d’aléa, de vulnérabilité, d’outils et de projets de prévention des risques. Par ailleurs, il permettra de faire connaitre l’information sur les risques naturels au plus grand nombre dans l’objectif de développer une culture du risque, d’améliorer les connaissances sur les risques, de favoriser les échanges d’expérience, les réflexions méthodologiques, les approches multirisques et le lien entre les acteurs publics et la recherche, d’évaluer les politiques publiques mises en œuvre et aider à la décision.



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