La tempête Klaus en Euskadi (Pays-Basque).
Lors de fortes tempêtes, les surélévations du niveau de la mer peuvent conduire à des submersions des régions côtières avec mise en danger de la vie humaine. La submersion causée par une forte dépression dans la province maritime du sud-ouest des Pays-Bas (Zeeland) lors de la nuit du 31 janvier au 1er février 1953 causa plus de 2550 morts. Les surélévations sont le résultat de perturbations des mouvements réguliers et prédictifs du niveau d’un plan d’eau liés à la marée astronomique, par des variations de hauteur d’eau d’origines météorologiques dues principalement à la pression atmosphérique et aux vents. Ces dernières sont nommées surcotes lorsqu’elles conduisent à une hauteur d’eau supérieure à celle prédite pour la marée astronomique et décotes dans le cas contraire.
Les variations du niveau de la mer font l’objet de recherches afin de localiser et dimensionner convenablement les infrastructures côtières (ports, digues, zones habitables, etc.). Les décotes peuvent conduire à un risque de trop longues émersions pour certains biotopes, les surcotes peuvent mener à un risque d’inondation des zones endiguées par franchissement, débordement ou rupture des digues. Les marégraphes sont des instruments qui permettent de mesurer ces variations de basses fréquences (de l’ordre de plusieurs heures) tout en filtrant les variations de hautes fréquences dues aux vagues (de l’ordre de quelques secondes à quelques dizaines de secondes).
Le traitement du signal enregistré, couramment appelé marée observée se fait par analyse harmonique, soit une décomposition du signal en une somme d’ondes élémentaires de différentes natures et périodes. La somme des harmoniques permet ensuite de recomposer la marée à l’endroit du marégraphe. Par différence, on peut ainsi extraire les valeurs de surcotes ou décotes, également appelées marée résiduelle.
Cependant, bien que les marégraphes soient équipés pour supprimer l’influence des ondes courtes sur le niveau d’eau, certains phénomènes d’accumulation d’eau liés au déferlement des vagues dans les zones de petit fond, en fonction de la morphologie de la côte (baie, estuaire, marais) ou la présence d’infrastructures (digue de port, bassin d’avant-port), peuvent bruiter la surcote météorologique de façon non négligeable. On présente ici la surcote générée dans le bassin d’Arcachon par le passage de la tempête Klaus qui affecta le littoral du golfe de Gascogne dans la nuit du 23 au 24 janvier 2009.
Brève rédigée par Yves-François Thomas (LGP, CNRS) et Alexandre Nicolae Lerma (R3C, BRGM).
Pour en savoir plus :
- SHOM, 1997. La marée. Brest, SHOM Ed., Collection “Les guides du SHOM”, p 84.
- Bernard Simon, 2007. La marée océanique côtière. Paris, Institut Océanographique Ed., Collection « Synthèses », p 433.
- Site Internet du Réseau de référence des observations marégraphiques.
- Brève connexes : “Prévoir les crues, avec quelle (in)certitude ?“, Fourier père de l’analyse harmonique.
Crédits Images : Wikimedia Commons, figures : Yves-François Thomas, Laboratoire de Géographie Physique, Meudon.
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