Les images à la suite de violentes tempêtes côtières se concentrent généralement uniquement sur les dommages importants causés aux plages, aux dunes, aux propriétés et aux infrastructures environnantes.
Cependant, une nouvelle étude internationale a montré que les phénomènes météorologiques extrêmes pourraient aider à protéger les plages de l’impact de l’élévation du niveau de la mer, en apportant du nouveau sable des eaux plus profondes ou des plages voisines.
L’étude, dirigée par le Dr Mitchell Harley du Laboratoire de recherche sur l’eau de l’UNSW, est publiée aujourd’hui dans Nature Communications Terre et environnement.
« Nous savons que les tempêtes extrêmes provoquent une érosion côtière majeure et des dommages aux propriétés en bord de mer », déclare le Dr Harley.
« Pour la première fois, nous avons regardé non seulement au-dessus de l’eau, où les impacts des tempêtes extrêmes sont faciles à voir, mais aussi profondément sous l’eau.
« Ce que nous avons découvert, c’est que des centaines de milliers de mètres cubes de sable pénétraient dans ces systèmes de plage pendant ces événements, ce qui est similaire à l’échelle de ce que les ingénieurs utilisent pour nourrir artificiellement une plage.
« Cela pourrait potentiellement suffire à compenser certains des impacts de l’élévation du niveau de la mer causée par le changement climatique, comme le recul des côtes, et par plusieurs décennies à long terme.
« C’est une nouvelle façon de voir les tempêtes extrêmes. »
Vague après vague
En collaboration avec des chercheurs de l’Université de Plymouth et de l’Université autonome de Basse-Californie, l’étude a examiné trois côtes à travers l’Australie, le Royaume-Uni et le Mexique. Chacun a été soumis à une séquence de tempêtes extrêmes ou de groupes de tempêtes étendus, suivis d’une période plus douce de rétablissement de la plage.
En Australie, des chercheurs ont étudié la plage de Narrabeen à Sydney à la suite d’une tempête de 2016 qui a arraché une piscine d’une propriété surplombant le littoral.
En utilisant des mesures à haute résolution de la plage et du fond marin, ils ont pu montrer que les gains de sédiments étaient suffisants pour compenser théoriquement des décennies de recul projeté du littoral.
« Pour la première fois, nous avons pu mobiliser des équipements de surveillance spécialisés pour obtenir des mesures vraiment précises avant et après une tempête », explique le Dr Harley.
« Nous avons utilisé une combinaison d’un avion bimoteur équipé d’un scanner Lidar, de drones et de jet-skis faisant des allers-retours le long de la plage en prenant des mesures sous la surface juste avant et après la tempête.
« C’est ainsi que nous avons pu obtenir une image précise du volume de sable en mouvement pour chaque tempête. »
Au Royaume-Uni, des chercheurs du Coastal Processes Research Group de l’Université de Plymouth ont étudié la plage de Perranporth à Cornwall depuis 2006 en utilisant une combinaison de relevés topographiques mensuels de la plage et de relevés bathymétriques quasi annuels.
Ici, l’impact des hivers extrêmes 2013/14 et 2015/16 a entraîné des pertes très importantes de sable de la plage intertidale et du système dunaire. Cependant, en examinant le budget total de sable, y compris la partie sous-marine de la plage, il a été observé qu’en 2018, la plage avait gagné 420 000 mètres cubes de sable.
« Nous ne savons pas exactement si ce sable supplémentaire provient du large ou du coin de la rue, ou même des deux, mais nous comprenons maintenant que les vagues extrêmes peuvent potentiellement contribuer positivement au budget global du sable, malgré l’érosion de la plage supérieure et des dunes, » a déclaré le professeur Gerd Masselink, qui dirige le groupe de recherche sur les processus côtiers.
Règle de Bruun
La mesure exacte dans laquelle un littoral pourrait changer en raison de l’élévation du niveau de la mer est une question clé à laquelle sont confrontés les gestionnaires côtiers alors qu’ils planifient les impacts croissants du changement climatique.
Dans le passé, cela a été estimé à l’aide d’une approche simple connue sous le nom de règle de Bruun. Cette règle stipule que pour un mètre donné d’élévation du niveau de la mer, le littoral devrait reculer d’environ 20 à 100 mètres, selon la pente de la côte.
En utilisant la règle de Bruun, il a été prévu que l’élévation mondiale du niveau de la mer causée par le changement climatique entraînera un recul important ou la perte de près de la moitié des plages de sable du monde d’ici la fin de ce siècle.
« La règle de Bruun a cependant été critiquée pour sa simplicité, car elle ne prend pas en compte les nombreux facteurs complexes sur la façon dont les plages individuelles réagissent à l’élévation du niveau de la mer », explique le professeur Masselink.
« Cela inclut la présence de sable stocké dans des eaux plus profondes immédiatement au large de la côte et son potentiel à être mobilisé lors d’événements météorologiques extrêmes. »
Le Dr Harley dit que ces résultats soulignent que les tempêtes extrêmes doivent être prises en compte dans les projections à long terme des mouvements de sédiments sur les plages.
« Cela renforce encore le fait que nous devons vraiment comprendre, plage par plage, comment nos plages vont changer à mesure que l’élévation du niveau de la mer se poursuit. »
Regardant au-delà de l’œil de la tempête
Le Dr Harley dit qu’il y a si peu de mesures du fond marin immédiatement au large de nos côtes qu’il est difficile de dire quelle quantité de sable pourrait potentiellement être mobilisée à l’avenir.
Bien que ces résultats ne proviennent que de trois séquences de tempêtes extrêmes, cela change potentiellement la façon dont les gens peuvent comprendre l’avenir à long terme de nos côtes.
« Nous ne faisons qu’effleurer la surface ici. Nous devons répéter ces types de mesures de surveillance pour plus de tempêtes et différents types de paramètres côtiers dans diverses conditions », dit-il.
« Ce n’est qu’alors que nous pourrons mieux comprendre la quantité de sable stockée au large des côtes qui pourrait potentiellement aider à amortir les impacts de l’élévation du niveau de la mer – et une image plus claire de ce à quoi pourraient ressembler nos plages en l’an 2100 et au-delà. »
Une seule séquence de tempête extrême peut compenser des décennies de recul de 2 rivages qui devraient résulter de l’élévation du niveau de la mer, Nature Communications Terre et environnement (2022). DOI : 10.1038/s43247-022-00437-2 , www.nature.com/articles/s43247-022-00437-2