Caractérisation de l’aléa submersion marine dans le cadre de la révision du PPRI de la Vallée de l’Arques

26.10.2018
Dans le cadre de la révision du Plan de Prévention des Risques d’Inondation (PPRI) de la Vallée de l’Arques (en Seine-Maritime), le BRGM a été sollicité par la DDTM de Seine Maritime afin de caractériser l’aléa submersion marine sur les communes de Dieppe, Rouxmesnil-Bouteilles, Martin-Eglise et Arques-la-Bataille. Ces travaux ont été menés suivant les préconisations du guide méthodologique relatif à l’élaboration des Plans de Prévention des Risques Littoraux édité par le Ministère chargé de l’Environnement et mis à jour en 2014.

L’analyse du fonctionnement du site a montré que la ville de Dieppe est potentiellement exposée à des phénomènes de débordement au niveau du port, ainsi qu’à des phénomènes de franchissement par paquets de mer au niveau des plages.  Ce résultat s’appuie sur uen chaine de modélisation globale (validée par la simulation de la tempête Xynthia (2010) depuis la propagation des vagues depuis le large jusqu’à la simulation de la submersion à très haute résolution en milieu urbain en prenant en compte les différents phénomènes rencontrés (débordement et franchissement de paquets de mer). La submersion est simulée pour un événement naturel de référence centennal, sous les hypothèses d’un scénario de référence (défaillance des trois dispositifs hydrauliques : pertuis et buses de la rivière), pour les échéances actuelle (niveau d’eau actuel + 20 cm) et pour un horizon de 100 ans (niveau d’eau actuel + 60 cm).

Les résultats montrent que la submersion marine peut avoir un impact important dans certains secteurs de la ville de Dieppe, notamment si l’on considère l’élévation du niveau de la mer sous l’effet du changement climatique. L’aléa étant déterminé par croisement dynamique des hauteurs d’eau et des vitesses simultanées, les cartes ainsi produites pourront être exploitées, dans le cadre de la révision du PPRI, par la DDTM afin de définir le zonage réglementaire et les règles d’urbanismes afférentes.

Plage de galets de Dieppe. © BRGM

Plage de galets de Dieppe. © BRGM

Contexte

Dans le cadre de la révision du Plan de Prévention des Risques d’Inondation (PPRI) de la Vallée de l’Arques, prescrite en octobre 2012, le BRGM a été missionné par la Direction Départementale des Territoires et de la Mer de Seine-Maritime (DDTM 76) afin de caractériser l’aléa submersion marine sur les communes de Dieppe, Rouxmesnil-Bouteilles, Martin-Eglise et Arques-la-Bataille.

Ce projet a été mené conformément aux prescriptions du « Guide méthodologique : Plan de Prévention des Risques Littoraux », publié par le ministère en charge de l’environnement en 2014, et en concertation avec la Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL) Normandie, le Syndicat Mixte du Port de Dieppe, le Syndicat Mixte du Bassin Versant de l’Arques et le bureau d’étude Alp’Géorisques.

Objectif

L’objectif était de cartographier l’aléa submersion marine dans le secteur de Dieppe en s’appuyant sur les outils (modèle numériques à très haute résolution) et pratiques correspondant à l’état de l’art sur ce sujet, en intégrant notamment :

  • Une caractérisation de l’aléa basée sur un évènement centennal (ou historique si supérieur) ;
  • Une analyse statistique rigoureuse permettant de caractériser la concomitance vagues-niveaux d’eau ;
  • Une prise en compte des défaillances des ouvrages de protection ;
  • Une analyse en contexte actuel mais en également en contexte de changement climatique (niveau marin augmenté de 20 cm pour l’échéance actuelle et de 60 cm pour l’horizon à 100 ans) ;
  • Une prise en compte des incertitudes.

Les cartes ainsi produites visent à servir de support à l’élaboration du zonage réglementaire du PPRI, qui a pour objectif de maitriser l’urbanisation et garantir la sécurité des biens et des personnes dans les zones exposées à la submersion marine.

Programme des travaux

Une analyse préliminaire a permis d’identifier les mécanismes de submersion marine rencontrés sur la zone d’étude.

Aperçu d’un bassin du port de Dieppe à marée basse. © BRGM

Aperçu d’un bassin du port de Dieppe à marée basse. © BRGM

Une analyse statistique (analyse en probabilités conjointes) des niveaux d’eau mesurés et des vagues au large a ensuite permis d’identifier plusieurs combinaisons de période de retour 100 ans, puis les événements de référence associés. La chronologie, l’élévation du niveau de la mer sous l’effet du changement climatique (+20 cm pour l’échéance actuelle, +60 cm pour l’échéance 100 ans) et les incertitudes ont été prises en compte.

Une chaine de modélisation, permettant la simulation de la propagation des vagues depuis le large, le calcul de la surcote liée aux vagues, la simulation des niveaux d’eau (marin et rivière), la simulation des franchissements par paquets de mer au niveau des plages et la simulation de la submersion à très haute résolution en milieu urbain, par débordement au niveau du port et par franchissement de paquets de mer au niveau de la grande plage, a été implantée. La mise en œuvre de cette étape a nécessité le traitement de diverses données afin d’obtenir des simulations réalistes (topo-bathymétrie, emprise des bâtiments, cartographie de coefficients de friction du sol sur les écoulements à partir de l’occupation du sol, …). La chaine de modélisation s’appuie sur trois modèles distincts : le modèle Wave-Watch III (modèle spectral propageant les champs de vagues depuis le large jusqu’à la côte), le modèle SWASH (modèle de vagues utilisé pour simuler les franchissements de paquets de mer) et le modèle MARS (modèle hydrodynamique permettant de simuler les débordements et les écoulements de l’eau dans la zone inondée).

Aperçu du Modèle Numérique de Terrain intégrant les bâtiments.

Aperçu du Modèle Numérique de Terrain intégrant les bâtiments.

L’événement naturel de référence a ensuite été défini, suivant les secteurs, par identification des combinaisons les plus pénalisantes en termes de volume d’eau entrant. Le scénario de référence a quant à lui été déterminé avec des hypothèses de défaillance des dispositifs hydrauliques (pertuis Amiral Rolland, pertuis du bassin Duquesne et clapets des buses de l’Arques).

L’événement de référence ainsi défini a alors été simulé pour deux échéances (actuelle et horizon à 100 ans) de manière à pouvoir déterminer les niveaux d’aléa dans la zone d’étude. À l’issue de traitements spécifiques sous Système d’Information Géographique (SIG), les cartes produites ont été communiquées aux services de l’État qui pourront les exploiter lors de la définition du zonage réglementaire et du règlement associé au PPRI du bassin versant de l’Arques.

Résultats obtenus

L’analyse des mécanismes de submersion marine rencontrés sur Dieppe a permis de différencier deux secteurs : d’une part, les plages, exposées à des phénomènes de franchissement par paquets de mer, et d’autre part, l’intérieur du port, exposé à un phénomène de débordement généralisé du plan d’eau.

L’événement naturel de référence diffère par conséquent suivant les secteurs, les plages étant particulièrement exposées pour des niveaux d’eau restant « modérés » mais accompagnés de fortes vagues, tandis que l’intérieur du port est plutôt exposé à de forts niveaux d’eau, indépendamment des vagues.

Les résultats de la modélisation montrent finalement que certains secteurs de la commune de Dieppe sont potentiellement exposés à des submersions marines importantes, notamment du fait de l’élévation du niveau de la mer due au changement climatique. En raison d’effets de seuil très marqués, la ZAC Dieppe Sud pourrait notamment subir, dans les prochaines décennies, des submersions conduisant à des hauteurs d’eau de l’ordre de un à deux mètres, voire plus localement.

Ces résultats ont été communiqués aux services de l’État et aux collectivités afin d’être pris en compte non seulement dans le cadre de la révision du PPRI mais également dans la gestion des aménagements futurs.

Submersion du quai Henri IV à Dieppe lors de la tempête Xynthia. © Les Informations Dieppoises

Submersion du quai Henri IV à Dieppe lors de la tempête Xynthia. © Les Informations Dieppoises

Partenaires

DDTM 76

DREAL Normandie

Syndicat Mixte du Port de Dieppe

Syndicat Mixte du Bassin Versant de l’Arques

Alp’Géorisques