CLAREC - Université de Caen Basse Normandie

PROJET DE RECHERCHE INTER-REGIONAL
Document de présentation
Contrôle par Laser Aéroporté des Risques
Environnementaux Côtiers
CLAREC
Manche - Mer du Nord
Résumé :
L’objectif du présent projet est d’étudier les conséquences d’un changement
climatique sur les aléas pouvant affecter la façade maritime des régions situées
entre la Baie du Mont-Saint-Michel et la frontière belge.
A partir d’informations sur l’évolution climatique à une échelle globale, il s’agira
de déterminer à une échelle locale dans quelle mesure les processus dynamiques
seront affectés. Ce travail sera mené sur la base de plusieurs scénarios
plausibles. Compte tenu des connaissances acquises et nouvelles sur les relations
entre les forçages et les caractéristiques des aléas sur la frange côtière et des
modifications possibles des facteurs dynamiques locaux, les impacts d’un
changement climatique pourront être appréhendés grâce à l’utilisation de
modèles numériques et analogiques.
L’originalité de ce projet consiste à utiliser un nouvel outil inexistant en France
actuellement : un Laser à Balayage Latéral Aéroporté (LBLA). En effet, l’étude
des aléas et des risques sur la frange côtière souffre d’un manque de données
topographiques de qualité. Ces informations sont indispensables (1) à la
connaissance des processus et aux suivis des évolutions actuelles du milieu côtier
et (2) à la réalisation de simulations numériques et analogiques. L’outil LBLA
permettra de couvrir de vastes espaces de la frange maritime de la France du
Nord et du Nord-Ouest rapidement et d’obtenir un état du relief, aisément
actualisable, avec une précision et une densité d’information remarquables.
1

La traduction des résultats sous la forme de bases de données et de
cartographie des aléas et des risques sous SIG sera le support à une analyse sur
les plans socio-économique et biologique.
Mots-clefs : changements climatiques, niveau de la mer, précipitations, tempêtes, topographie,
cartographie, érosion littorale, submersion, inondations, bassin versant, mouvements de terrain,
falaises, observations long terme, laser aéroportée, risques littoraux, échelle régionale, Basse
Normandie, Haute Normandie, Picardie, Nord - Pas de Calais.
Laboratoires porteurs du projet :
- Laboratoire « Morphodynamique Continentale et Côtière », UMR CNRS
6143 - Universités de Caen et de Rouen
- Laboratoire de Géographie Physique de l’Environnement, Géophen / LETG,
UMR CNRS 6554 Université de Caen
- Laboratoire de Géomorphologie Dynamique et Aménagement des Littoraux
(GéoDal, EA 3599, Université du Littoral Côte d’Opale, Dunkerque)
Coordinateur :
Franck LEVOY, Professeur
levoy@geos.unicaen.fr
en rouge, localisation des laboratoires impliqués dans le projet CLAREC
2

Il n’est pas une année, sans que l’actualité rappelle que les zones littorales
françaises sont vulnérables à l’action des tempêtes. Aux actions marines,
s’ajoutent les aléas météorologiques, notamment les précipitations qui peuvent
induire le débordement des cours d’eau ou la remontée des nappes phréatiques,
facteur également préjudiciable à la stabilité des côtes à falaises. La conjonction
possible de ces phénomènes est encore plus dommageable.
Cette situation est d’autant plus préoccupante pour les populations et les
décideurs concernés que ces phénomènes d’érosion, d’inondations et de
mouvements de terrain semblent connaître une recrudescence. Doit-on voir dans
cet état de fait les conséquences d’une modification des conditions climatiques
ou tout simplement l’expression d’une variabilité naturelle oubliée ? Les actions
humaines sont-elles en cause ? les populations côtières s’appropriant de façon
inconsidérée, et toujours croissante, une frange côtière éminemment dynamique.
Même si la confirmation de l’évolution actuelle du niveau de la mer et de la
modification du climat (tempêtes et précipitations) est encore parfois
controversée, l’objectif central de ce travail n’est pas de trancher sur cette
question, mais de déterminer quelles pourraient être les conséquences de tels
scénarios sur la façade maritime du Nord et Nord-Ouest de la France. En
effet, en raison de la concentration des activités et des populations sur ces
côtes, la prévision et la prévention des risques naturels constituent un enjeu
social et économique du plus grand intérêt.
! Les faits connus
Dans le cadre d’un changement climatique global, une augmentation du niveau
moyen des mers, et une intensification de la fréquence et de l’intensité des
tempêtes et des précipitations sont attendues, notamment sur la France du Nord
et du Nord-Ouest (IPCC, 2001 1 ). Le premier point est déjà vérifié. Malgré une
période d’observation réduite, les données satellitaires indiquent une tendance à
l’élévation du niveau moyen des mers d’environ 3 mm/an sur la période 1993-
2004. Toutefois, ces mesures présentent de fortes disparités à une échelle
régionale (annexe 1).
Le second point n’est pas confirmé : le nombre de tempêtes à l’échelle de la
France n’est pas en augmentation, aucune tendance n’étant décelée pour le
1 Intergovernmental Panel on Climate Change, 2001 Synthesis Report
3

moment (annexe 1). Cependant, sur la France du Nord-Ouest, les situations
conjuguant de fortes marées et une tempête semblent de plus en plus
fréquentes. Il en est de même pour certaines situations météorologiques
propices à la submersion des plaines littorale (annexe 1). Cela reste toutefois à
vérifier.
Concernant le troisième point relatif aux précipitations, les modèles
mathématiques s’accordent pour prévoir une augmentation de la pluviométrie en
hiver au cours du 21 ème siècle sur la France du Nord-Ouest. Les constats
disponibles montrent des tendances dans ce sens, mais qui ne sont pas, pour le
moment, statistiquement significatives. En fait, de fortes disparités régionales
sont également constatées. Certains secteurs indiquent cependant très
nettement une augmentation de la pluviométrie (annexe 1).
Quoiqu’il en soit, les tempêtes récentes comme celle de décembre 1999 et les
précipitations exceptionnelles sur Fécamp en 1998, Trouville-sur-mer en 2003 et
Le Havre en 2004 ont affecté des espaces côtiers à fort développement socioéconomique.
Ces évènements incitent à adopter une stratégie de prévention et
probablement à envisager de nouvelles mesures de protection selon le principe
de précaution. La finalité du projet est de proposer des solutions concrètes
pour minimiser l’impact de ces phénomènes et éviter des catastrophes,
surtout, comme il est probable, si leurs caractéristiques se trouvent amplifiées
dans l’avenir.
! Conséquences probables des changements climatiques
Les changements climatiques sont actuellement étudiés à une échelle globale par
différents laboratoires à l’aide de modèles mathématiques. A une échelle
locale, leurs conséquences sur la météorologie et l’océanographie côtière,
facteurs à l’origine du déclenchement de phénomènes naturels dommageables
pour l’économie littorale, sont donc mal connues.
L’élévation du niveau moyen des mers aura probablement à court terme des
répercussions mineures sur le littoral compte tenu de son ampleur (élévation de
quelques millimètres par an). Par contre, la fréquence et l’intensité accrues des
tempêtes ainsi que l’augmentation des précipitations hivernales devraient
accélérer les processus responsables d’évolutions soudaines des reliefs
côtiers à l’origine de désordres majeurs sur les infrastructures.
De fait, une intensification du recul des côtes est probable. Des
submersions lors des tempêtes et inondations par crue rapide, ainsi que des
mouvements de terrain et une érosion des sols plus fréquents et
dommageables sont également à attendre compte tenu de l’étroite relation
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entre ces phénomènes et les conditions météo-marines. Ce sont ces aléas qui
seront particulièrement étudiés compte tenu de leur capacité à générer des
dommages coûteux pour la collectivité, voire à être à l’origine de victimes.
! La démarche proposée
La détermination des impacts possibles des conséquences d’un changement
climatique à une échelle locale et régionale consiste à prévoir le comportement
du système étudié, à savoir la façade maritime du nord et nord-ouest de la
France, sous l’effet d’influences extérieures, climatiques en l’occurrence, ayant
des répercutions directes ou indirectes sur un certain nombre de facteurs
locaux eux-mêmes moteurs dans la génération des aléas naturels. Le schéma
ci-dessous décline les conséquences, à une échelle locale, d’un changement
climatique majeur, notamment sur les facteurs hydrologiques et
hydrodynamiques à l’origine d’une intensification des aléas (page 6 et annexe 2).
La prévision des modifications de l’intensité et de la fréquence des aléas
naturels sous l’effet d’influences climatiques exacerbées se fera sur la base de
travaux de modélisations numériques et analogiques. Les outils sont, pour la
plupart, disponibles.
Néanmoins, cette approche repose au préalable sur la caractérisation des
processus à l’origine des aléas tels qu’il est possible de les observer
actuellement. Par conséquent, un effort d’amélioration des connaissances
s’avère indispensable pour bien appréhender les relations entre les mécanismes
déclencheurs ou/et amplificateurs et les phénomènes naturels étudiés,
notamment leur intensité et leur fréquence afin d’améliorer la capacité
prédictive des modèles actuels.
Le suivi de l’évolution des reliefs de la frange littorale est fondamental. Mis
en relation avec les facteurs à l’origine du déclenchement ou d’un regain
d’activité, il permettra de caractériser l’impact d’un changement dans les
conditions de forçage sur la dynamique des aléas.
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Conséquences d’un changement climatique sur les phénomènes naturels côtiers
de l’échelle globale… à l’échelle locale
Des modifications attendues à l’échelle de
l’Europe du Nord-Ouest
- Niveau moyen de la mer plus élevé
- Tempêtes plus fortes et fréquentes
- Précipitations plus intenses
- Niveaux extrêmes de la mer plus hauts
- Vagues plus élevées à la côte
- Nappes phréatiques plus hautes
- Ruissellement plus actif et crues plus intenses
Ayant pour conséquence
plus localement
Une intensification des
phénomènes naturels
dommageables pour l’économie
- Érosion des plages et des bassins versants
- Recul du trait de côte
- Instabilité des versants
- Inondations et submersions
- Colmatage des estuaires et baies
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La prise en considération de scénarios d’évolution climatique, à l’échelle globale
selon les recommandations de l’IPCC constituera un cadre à la détermination des
scénarios régionaux, voire locaux nécessaires pour l’appréciation de leurs
conséquences à une échelle locale. Les dernières connaissances issues des
recherches dans le domaine de la modélisation climatique à grande échelle seront
également considérées. Il s’agit là de définir des caractéristiques régionales et
locales plausibles pour les facteurs de forçages des aléas étudiés, à savoir,
par exemple, les niveaux extrêmes, les états de la mer, les précipitations, le
niveau des nappes phréatiques,… dans le cadre d’une évolution climatique.
Ainsi, connaissant d’une part, les relations entre les facteurs déclenchants et
l’intensité des aléas et d’autre part, l’évolution probable des caractéristiques de
ces forçages du fait de modifications climatiques majeures, il sera possible
d’évaluer l’impact d’un changement global par le biais de travaux de modélisation.
Au final, la traduction des résultats se fera sous une forme cartographique
structurée au sein d’un Système d’Informations Géographiques. Sur les sites qui
apparaîtront les plus sensibles à des changements climatiques, une cartographie
des aléas sera réalisée et déclinée en cartographie des risques avec une prise
en compte des enjeux. Ces documents auront l’avantage de présenter l’impact
spatial des répercussions des changements climatiques à une échelle locale,
ainsi que leur éventuelle intensification. Ils constitueront alors des éléments
d’aide à la décision pour la prise de mesures de prévention, voire de protection.
! La rareté des approches quantitatives
A l’heure actuelle, rares sont les études qui tentent d’apprécier les conséquences
d’un changement climatique sur les géosystèmes environnementaux. Dans le cadre
des Actions Concertées Incitatives du CNRS (ACI), des recherches ont été
lancées pour apprécier l’impact des changements climatiques sur les aléas dits
gravitaires (glissement de terrain à contrôle hydrologique) dans les Alpes du
Sud-Est.
En domaine côtier, il convient de souligner le programme de recherche du
Conservatoire du Littoral dont les résultats viennent d’être publiés 2 . Il
s’agissait d’apprécier l’impact d’un changement climatique sur les phénomènes
d’érosion et de submersion qui affectent les terrains côtiers du Conservatoire à
l’échelle de la France métropolitaine. Ces travaux ne considèrent pas une
accélération de l’élévation du niveau de la mer, ni une fréquence accrue et
2 Impacts du Changement climatique sur le patrimoine du Conservatoire du Littoral, Synthèse. 2004
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une intensification des tempêtes. Ils reposent essentiellement sur une
approche historique c’est-à-dire l’extrapolation de l’évolution passée du trait de
côte au futur selon une approche linéaire. Ce travail souligne en particulier le
manque de précision de la topographie de la zone côtière rendant difficile,
voire délicate la délimitation des zones submersibles. En effet, cartographier
l’extension d’une submersion liée à une élévation de 0,5 m du niveau de la mer
n’est possible que si la précision altimétrique du relief côtier est, au minimum, du
même ordre de grandeur. Ceci n’est absolument pas le cas aujourd’hui sur la
plupart des côtes de la France du Nord et du Nord-Ouest. Il est donc nécessaire
avant toute chose de résoudre ce problème.
Le programme INTERREG III B « Biodiversity Requires Adaptations in
Northwest Europe under a Changing climate – BRANCH », lancé en 2005, qui
s’intéresse à la problématique du changement climatique sur la biodiversité,
notamment en Normandie, ne considère pas une caractérisation régionale, ni
même locale des conséquences de ces modifications du climat sur le milieu
physique. Aucune modélisation numérique n’est envisagée, ni même analogique,
celle-ci restera conceptuelle. Le présent programme se situe donc à l’amont du
BRANCH et les résultats qui en découleront lui seront particulièrement utiles
permettant de mieux préciser les modifications de reliefs et de dynamique
des systèmes physiques côtiers, supports au développement des biocénoses.
! Un manque de données topographiques à combler
Les données topographiques constituent des informations fondamentales pour
prévoir l’impact sur les aléas naturels d’un changement climatique sur la frange
côtière. Elles sont nécessaires à plusieurs niveaux de l’analyse, notamment pour
la détection des évolutions bien sûr, mais aussi pour l’élaboration et la
validation des modélisations numériques et analogiques.
Ainsi, pour de vastes zones topographiquement proches du niveau de la mer, une
élévation temporaire ou durable du niveau marin de l’ordre du demi-mètre, peut
conduire à une submersion potentielle sur des distances considérables, avec des
conséquences socio-économiques et écologiques importantes. La microtopographie
(talus, fossés,…) n’est pas prise en considération, facteur contrôlant
pourtant fortement la pénétration de la mer à l’intérieur des terres et
l’extension des submersions.
A l’heure actuelle, à l’échelle de la façade maritime de la Manche, il n’existe pas
de données de référence concernant la topographie côtière suffisamment
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précises et globales, couvrant aussi bien les estrans, le trait de côte (falaises,
dunes ou vasières d’estuaires) et l’arrière-pays immédiat intégrant les plaines
littorales et les basins-versants côtiers.
Les seules données topographiques disponibles à une échelle aussi large peuvent
être extraites de la BD ALTI de l’Institut Géographique National. Elles se
présentent sous la forme d’une maille de points espacés de 50 m, mais ne
concernent pas l’estran et n’ont jamais été actualisées, datant de 1977 pour
les côtes du Calvados. Par ailleurs, les valeurs altimétriques sont
particulièrement imprécises (annexe 3) rendant toute utilisation délicate à une
échelle locale.
Les informations topographiques sont donc aujourd’hui nettement insuffisantes
pour l’évaluation des aléas et des risques induits. Il convient de lever ce verrou
de connaissances pour progresser. De nouvelles données topographiques, plus
précises et globales, sur la frange côtière sont donc indispensables. De plus,
compte tenu des évolutions naturelles ou d’origine anthropique, en particulier au
contact immédiat du trait de côte, un besoin de répétitivité dans l’acquisition de
ces données est fondamental. L’outil utilisé pour la réalisation de ces relevés
devra par ailleurs facilement être mis en œuvre et couvrir de vastes espaces
rapidement.
! Une structuration en bases de données fiables
Les données topographiques ne se suffissent pas à elles-mêmes. Ainsi, pour la
prévention des risques comme pour la protection des biens, la communauté
scientifique a besoin de bases de données fiables. Il s’agit de données acquises
plus ponctuellement que les données topographiques, également indispensables
pour la réalisation de simulations numériques et analogiques. Les types de
données nécessaires au projet sont par exemple :
- les températures de l’air et de l’eau de mer ;
- les caractéristiques des vents et la pression atmosphérique ;
- les précipitations ;
- les niveaux de la mer ;
- les caractéristiques des vagues et des courants marins ;
- les niveaux piézométriques.
- …,
La plupart de ces données font déjà l’objet d’observations chroniques depuis de
nombreuses années de la part des grands organismes (météo-France, CETMEF,
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BRGM,…), qu’il conviendra parfois de compléter et de structurer dans la cadre
de la problématique posée.
Le suivi du littoral est également un élément clef à introduire dans ces banques
de données. En effet, en tant qu’interface, et prisé de ce fait par l’homme, le
littoral peut répondre de façon rapide et brutale à des changements majeurs des
caractéristiques des facteurs précédemment listés.
Le renforcement des observations et leur continuité spatiale et temporelle
sont indispensables afin de constituer de longues séries de données
présentant une gamme de fluctuations représentative pour les différents
paramètres pris en considération. Elles doivent permettre la constitution de
banques de données dont l’analyse est indispensable pour vérifier les
conséquences à une échelle régionale des grands scénarios d’évolution
climatique et élaborer des prévisions réalistes par le biais des travaux de
modélisation à des échelles plus fines.
! Une approche pluridisciplinaire à une échelle inter-régionale
L’approche envisagée ne peut donc présenter un intérêt qu’à une échelle
régionale et même inter-régionale, les sédiments côtiers et, par prolongement
les cellules littorales par exemple, mais aussi les bassins versants côtiers ne
connaissant aucunement les limites administratives. Ceci est d’autant plus
évident pour la circulation atmosphérique et celle des masses d’eau marines.
A ce stade, il apparaît donc clairement que le domaine géographique concerné est
très vaste. Il s’étend de la côte ouest du Cotentin en Basse-Normandie - les
côtes de Bretagne présentant un paysage côtier très indenté et très cloisonné à
une échelle locale - à la frontière belge et même au-delà. De fait, quatre
régions sont concernées : la Basse-Normandie, la Haute-Normandie, la Picardie
et le Nord - Pas de Calais.
L’approche est nécessairement pluridisciplinaire et repose sur l’observation, la
mesure et la modélisation à des échelles variées, celle des processus naturels,
mais aussi celle de l’aménageur par le biais des résultats exprimés sur une forme
cartographique. Elle relève à la fois des disciplines des Sciences de la Terre, de
la Mécanique des sols, des roches et des fluides, des Sciences Humaines, des
sciences économiques et des Sciences du Vivant, la question des impacts sur
l’écosystème étant primordiale et en étroite interaction avec le milieu physique.
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! Le besoin d’un matériel performant
Afin de lever le verrou de connaissances préjudiciable à la problématique
posée, de nouvelles mesures de la topographie de la frange maritime de la
France du nord et du nord-ouest sont nécessaires.
Toutefois, les techniques topographiques classiques (utilisation des techniques
électro-optiques), ou plus élaborées (DGPS centimétrique), ne permettent pas de
couvrir de vastes espaces littoraux dans des temps relativement courts
(quelques jours) et dans des milieux difficiles d’accès, voire dangereux. A
l’opposé, les techniques spatiales (à partir de satellites) ne peuvent fournir que
des informations concernant l’altimétrie de la mer.
Il convient donc de s’orienter vers les techniques reposant sur l’utilisation d’un
laser à balayage latéral aéroporté, le LBLA (annexe 4). Ce système
d’investigation de terrain permet de balayer une bande de terrain de plusieurs
centaines de mètres à partir d’un petit avion et d’obtenir une topographie haute
résolution en 3 dimensions du relief côtier. Le LBLA est basé sur des
technologies très modernes de la mesure par laser. La densité du semi de points
obtenu par ce système de mesure optique est considérablement supérieure à
celle que l’on peut obtenir avec des méthodes classiques de topométrie (stations
électroniques), très gourmandes en temps et en personnels, pour des niveaux de
précisions proches, et pour des ordres de grandeur en adéquation avec la
problématique de la gestion littorale à grande échelle.
L’utilisation du LBLA permettrait de couvrir la bande côtière aisément à l’aide de
survols réguliers pour réaliser un suivi du littoral du Nord et du Nord-Ouest de
la France. Les topographies obtenues permettront de calculer de façon quasiconstante,
en fonction des survols, les évolutions du relief et d’analyser leur
variabilité intra et pluriannuelle, informations nécessaires pour l’élaboration
des modèles de prévision et assurer leur validation.
La couverture des plaines littorales permettra également d’aboutir à une
connaissance satisfaisante de la topographie pour réaliser des cartes de
submersion d’une précision pertinente pour la cartographie des risques. Par
ailleurs, la flexibilité de la méthode du LBLA permettra des suivis répétitifs à
courte échéance, offrant une maîtrise constante de la connaissance des
changements topographiques susceptibles d’être induits par des événements
naturels ou par des politiques d’aménagement et de prévention des risques.
Compte tenu de ses performances, l’équipement pourra être également mis au
service d’autres domaines de la recherche scientifique inter-régionale,
notamment dans le cadre des études visant à affiner la connaissance et
l’évolution des reliefs en milieu continental.
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! Un exemple d’intérêt opérationnel : vers une stratégie de
protection des côtes et de leur arrière-pays sur le long terme
Bien que les méthodes et techniques du génie côtier (brise-lame, digues
longitudinales, épis,…), principalement mises en œuvre pour protéger les lieux
habités en bordure de côte soient le plus souvent efficaces, dans un contexte
d’intensification des aléas, elles ne seront pas nécessairement durables sur le
moyen et long terme. Par ailleurs, ces techniques coûteuses, sont le plus souvent
génératrices de perturbations et d’impacts négatifs sur le milieu qu’il convient,
en général, de compenser ou de réduire.
Une des stratégies de protection des côtes aménagées vis-à-vis des
conséquences d’un changement climatique global réside dans l’utilisation des
sédiments existants sur les littoraux comme un espace-tampon dissipateur de
l’énergie des vagues de tempêtes.
Cependant, les sédiments de la zone côtière sont en perpétuel mouvement ; leur
trajectoire est également contrariée par des ouvrages bloquant et divers
aménagements nécessaires à l’économie littorale.
Ces mouvements, que nous définissons parfois en terme de ‘cellules’ bien
identifiées le long de la côte, sont connus. Les zones en érosion et les zones
bénéficiaires peuvent être localisées qualitativement. De même, les points de
perturbation de ces transits de matériaux peuvent être identifiés. Ainsi, le
volume de sédiments nécessaires à une protection naturelle renforcée du littoral
contre les tempêtes peut être déterminé.
Malheureusement, aucune vision globale quantitative des masses de matériaux en
présence et de leur évolution le long des côtes n’est actuellement possible. Si les
zones d’érosion et d’accrétion sont connues dans l’état actuel, elles risquent
d’être influencées par les changements climatiques. De fait, il est impossible
d’établir de véritables bilans sédimentaires permettant de proposer des
éléments d’aide à la décision pour une stratégie durable de gestion des
sédiments côtiers à des fins de protection du trait de côte.
Il en est de même pour les mouvements de terrain affectant les falaises et
les versants littoraux. En effet, il est impératif de disposer de chroniques de
données sur les variations des nappes phréatiques en relation avec les conditions
climatiques, mais aussi et surtout d’acquérir très régulièrement des mesures de
déformation et/ou de déplacements sur des larges zones, les mesures
ponctuelles enregistrées à partir d’un réseau de points de surveillance
n’apparaissent pas suffisantes pour cartographier précisément l’aléa.
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! L’organisation de la Recherche
Les travaux de recherche envisagés seront engagés et structurés autour de sept
Thématiques de Recherche (TR), complétées par une unité de coordination (UC)
avec d’autres programmes de recherche nationaux ou internationaux abordant de
près ou de loin la problématique des changements climatiques ou/et l’étude des
zones géographiques concernées par le présent programme (organigramme cidessous).
Au sein de chacune de ces thématiques, des actions sont programmées
avec des objectifs ciblés qui restent, au stade actuel du projet, encore à affiner
(annexe 5).
Les participants des équipes porteuses du projet sont présentées dans les
annexes 6 et 7. A cela s’ajoutent les compétences d’autres structures
universitaires répertoriées dans l’annexe 8. A ce jour, près de 50 chercheurs,
enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens sont impliqués dans ce
projet. Un élargissement des champs disciplinaires est encore en cours,
notamment vers la socio-économie, l’identification des enjeux et la détermination
des risques.
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! Les résultats attendus et documents délivrés
A court terme, les travaux de recherche engagés permettront :
- d’obtenir un état des lieux topographique (1) de toute la façade nord de la
France avec une précision et une densité d’information jamais égalées. Ces
données pourront être très utilement couplées à l’orthophoto Littoral
permettant d’avoir une image très fiable de la frange côtière, élément
indispensable d’aide à la décision en cas modification profonde du paysage que ce
soit sous une influence naturelle ou anthropique (accidentelle).
- de créer une base de données (2) qui permettra d’améliorer la connaissance
des processus à l’origine des aléas. Cette étape est un préalable indispensable
pour déceler les conséquences locales d’une modification climatique sur les
différents aléas retenus au sein de ce projet. Ces informations seront utilisées
par les étudiants de niveau Master et Doctorat pour la réalisation de leur
mémoire de fin d’études permettant leur exploitation exhaustive.
- de mettre en place un dispositif d’Observatoire (3) à l’échelle de toute la
façade du Nord de la France grâce à des levés récurrents topographiques et à
toutes les données périphériques permettant de mettre la communauté
scientifique en veille permanente afin de déceler des indices annonciateurs de
modifications plus importantes du milieu.
- de mener une analyse approfondie, réunissant de nombreux spécialistes,
permettant d’établir un premier bilan qualitatif (4) sur les répercussions à
des échelles régionales et locales d’un changement climatique global sur les
espaces géographiques considérés. Celui-ci n’existe pas.
A moyenne échéance, les apports concerneront directement les impacts et
conséquences d’une modification des processus dynamiques sur les
caractéristiques des aléas. Ces résultats se déclineront de plusieurs façons
distinctes, mais parfaitement complémentaires :
- Résultats des simulations numériques et analogiques (1) à des échelles
régionales et locales avec des paramètres d’entrée choisis liés aux conditions
climatiques modifiées permettant d’évaluer leur influence sur les processus
dynamiques et/ou les aléas ;
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- Traduction cartographique des résultats sous forme de SIG (2) sur les
sites-ateliers dans un premier temps, sur la base de plusieurs hypothèses
plausibles d’évolution climatique à des échelles fines. Les aléas a priori modifiés
et les risques associés pourront être caractérisés spatialement.
- Les changements des caractéristiques physiques du milieu littoral affecteront
nécessairement le biotope. En fonction de l’intensité des changements probables
mis en évidence, de leur rythme, de leur extension, de leur échéance,… il
conviendra d’évaluer l’impact sur la faune et la flore de la frange côtière (3)
à la fois en terme de biodiversité et de modification de la chaîne trophique.
- Une analyse socio-économique (4) des conséquences à une échelle locale sera
menée afin d’en dégager l’importance pour les populations et de peser la
nécessité de mettre en place des politiques (privées ou publiques) et des
mesures particulières (préservation, sécurité, sauvegarde,…).
! Le rattachement à des programmes existants
Les équipes porteuses du projet participent déjà à des programmes et des
actions reconnues au niveau inter-régional, national et international. Les
résultats acquis pourront être grandement valorisés dans le cadre du présent
projet, notamment dans la phase initiale de collectes d’informations. Par ailleurs,
pour certains d’entre eux, l’acquisition de données topographiques nouvelles
obtenues par LBLA ouvrira de nouvelles perspectives de recherche.
Citons pour l’Unité M.2.C. la participation aux programmes :
- PATOM, traitant de l’hydrodynamique dans la zone côtière ;
- LITEAU sur les techniques de stabilisation du trait de côte ;
- RELIEF de la TERRE étudiant les conditions de formation et d’évolution
des falaises meubles ;
- SEINE-AVAL traitant des aspects morpho-sédimentaire de l’embouchure
de la Seine.
GEOPHEN de son côté est impliqué dans les programmes suivants :
- ACI CatNat MOTE : Modélisation, transformation, écoulement des
coulées boueuses dans les marnes ;
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- ACI ‘Aléas et Changement Global’ GACH2C : Glissements de terrain à
contrôle hydrologique et changement climatique : développements
méthodologiques, simulations numériques et scénarios d’évènements ;
- ECCO-PNRH ECOU-PREF : Ecoulements préférentiels dans les versants
marneux fracturés ;
- Contrat de Plan Interrégional du Bassin de Paris (Article 7) :
Réactualisation des connaissances et mise en place d’une méthode de suivi
de la dynamique du littoral haut normand et picard ;
- ACI SYMBAD : Analyse de la structure et de la dynamique d’un système
spatial complexe : le bassin-versant. Apports à la modélisation des risques
hydrologiques.
GEODAL participe aux projets suivants :
- EUMARSAND du 5 ème PCRD de la Commission Européenne, sur les impacts
de l'extraction d'agrégats en milieu marin sur la dynamique morphosédimentaire
littorale ;
- COPRANET du Programme INTERREG IIIc, gestion intégré de la zone
côtière.
De manière conjointe également, GEOPHEN, M.2.C. et GEODAL, participent au
programme Européen de Recherche INTERREG IIIa2 BAR « Beaches At Risk »
(2005-2007) permettant déjà de stimuler une recherche inter régionale sur la
thématique des risques littoraux, mais sur la base d’une connaissance actuelle
des aléas. A ce titre, le manque de données topographiques de qualité et sur des
surfaces suffisantes rend imprécis la définition des risques dans ce projet.
L’acquisition de données LBLA constituera un apport considérable permettant
une appréciation plus plausible des risques actuels.
! Les moyens sollicités
Le projet proposé repose sur la participation d’équipes universitaires dans le
cadre de leurs travaux de recherche menés par du personnel académique avec
l’appui principalement d’étudiants de niveau Master II en particulier (annexe
9), de thésards et de post-doctorants au sein des différents laboratoires.
En fait, les moyens sollicités concernent essentiellement l’équipement LBLA et le
fonctionnement nécessaire à sa mise en œuvre, notamment les missions
attenantes à son déploiement et au traitement des données.
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Sur le marché Français, trois équipements LBLA relativement similaires sont
proposés à la vente (annexe 10) :
- l’ ALS50 de chez Leica (Suisse)
- le Lite Mapper 5600 de chez IGI (Allemagne)
- l’ATLM 3100 de chez Optech (Canada)
Ces systèmes ont l’intérêt d’être livrés « clef en main » (équipement et logiciels)
et présentent une compacité qui leur permet d’être facilement mis en œuvre.
Ils sont proposés au prix d’environ 1 000 000 € TTC. Un appareil
photographique permettant en parallèle des données LBLA d’acquérir des images
numériques verticales de grande définition, très utile à l’interprétation, est
proposée pour chaque système. Son prix est d’environ 30 000 € HT pour les
moins coûteux.
Chacun de ces systèmes est composé :
- d’un laser scanner permettant de réaliser jusqu’à 60 000 visées laser à la
seconde ;
- Une génératrice d’énergie 28 V ;
- Un rack électronique contenant les disques durs de sauvegarde des
données et les dispositifs de positionnement et de mouvement de l’avion
(centrale inertielle) ;
- Un ordinateur portable de contrôle ;
- Les logiciels de paramétrisation des équipements, de restitution des
données et de traitement.
En parallèle du système embarqué, des DGPS doivent être mis en place au sol sur
les zones d’intervention. Ce matériel d’un montant d’environ 20 000 € HT pièce (il
en faut 6 par campagne) existe déjà au sein des équipes porteuses du projet,
comme bien d’autres moyens nécessaires (annexe 11).
Les avions permettant d’embarquer le système peuvent être accessibles de
différentes façons :
- L’Institut National des Sciences de L’Univers du CNRS dispose d’avions
utilisés pour la recherche atmosphérique et en télédétection au sein de
son Unité Mixte de Service SAFIRE. Chaque année, la communauté
scientifique peut soumettre des projets pour l’utilisation de ces avions
(ATR 42 , Falcon 20 et Piper Aztec) ;
- Des sociétés privées spécialisées proposent des avions de type Cessna
206 ou Beechcraft équipés de trappes permettant la réalisation de
missions scientifiques.
17

- Sur la base des avions disponibles localement au sein des aéroclubs, un
partenariat pourrait être envisagé permettant d’obtenir de coûts réduits
d’heures de vol.
A titre d’information, via l’UMR SAPHIRE, le Piper Azter a un coût horaire
relativement modique de 130 €. A cela s’ajoute un coût d’équipage de l’ordre de
1050 € par jour. Une préparation de l’avion pour l’installation de l’antenne GPS
serait nécessaire et aurait un coût.
En utilisant les services d’un partenaire privé, le coût d’une semaine de
prestation (20 h de vol) est de l’ordre de 13 500 € HT. A titre de comparaison,
le coût en utilisant les moyens du CNRS-INSU serait de 8200 € HT.
Les équipes de recherche pourront obtenir le soutien financier d’organismes
tiers, partenaires du programme scientifique, pour couvrir ces coûts de
fonctionnement et de traitement des données brutes. A ce titre, un certain
nombre de responsables de ces structures a déjà été contacté (Conservatoire du
Littoral, Programme Seine-Aval,…), montrant un accueil très favorable au projet.
18

! Le planning des actions
Année 1 Année 2 Année 3 Année 4
Thématiques de Recherche\ Trimestres 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Bilan des connaissances sur les facteurs à
l’origine des aléas (TR 1)
Observations de terrains à partir de nouvelles
technologies (TR 2)
Amélioration des connaissances concernant le
déclenchements des aléas (TR 3)
Impacts d’un changement climatique sur les aléas
à une échelle locale (TR4)
Vulnérabilités des territoires et des
écosystèmes (TR 5)
Conséquences environnementales et évaluation
des risques (TR 6)
Politiques et Stratégies de prévention et de
protection (TR 7)
Un rapport d’avancement sera délivré à la fin de chaque TR, ainsi qu’à la fin de chaque année.
19

! La gestion du projet
La gestion du projet sera assurée par un comité de pilotage composé des
responsables des équipes porteuses ou de leur représentant et des
responsables des organismes co-financeurs ou soutenant le projet. Ce comité
se réunira tous les six mois et veillera aux respects des engagements des
différentes parties.
En l’occurrence, l’accès aux données LBLA sera conditionné par un
engagement des chercheurs des différentes équipes membres du projet à
produire annuellement le résultat de leur travaux dont, prou ou partie, sera
directement ou indirectement liée à la problématique du présent programme.
Au préalable, les sujets choisis par les chercheurs ou/et leurs étudiants
(annexe 8) devront être validés par le Comité de pilotage.
La structuration des équipes de recherche pourra se faire soit au sein d’un
Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) pour une durée de 4 ans précisant
les objectifs du programme, la gestion des moyens matériels et humains et
les collaborations inter-laboratoire et animé par un conseil scientifique, soit
par le biais de conventions multipartites.
20

! En conclusion, la démarche proposée, associant observations, mesures
et modélisations, ainsi que l’outil LBLA nécessaire pour lever le verrou de
connaissances concernant la topographie côtière constitue une approche
novatrice pour déterminer les impacts locaux possibles d’un changement
climatique global.
Ce programme, de part les résultats obtenus, participera à une meilleure
gestion intégrée de la zone côtière de la France du nord et du nordouest.
Il s’ouvrira nécessairement sur d’autres problématiques de grande
ampleur (sauvegarde du caractère maritime du Mont-Saint-Michel,
surveillance des environnements côtiers anthropisés comme l’embouchure de
la Seine ou plus naturels comme la Baie de Somme,…).
Il aborde à la fois des aspects de recherche fondamentale sur la
détermination des aléas dans le cadre très spécifique des changements
climatiques, et des problématiques de recherche appliquée pour une meilleure
définition des zones à risques et l’aide à la définition de mesures de
protection et de leur suivi permanent. Son objectif final est bien de disposer
d’éléments d’aide à la décision et de suivi pour les politiques en termes de :
- stratégie de prévention des risques pour la bande côtière aménagée ;
- solutions techniques de défenses contre les phénomènes hydrodynamiques
et hydrologiques dévastateurs sur le moyen et le long terme en zone
côtière ;
- priorités d’intervention à une échelle large ;
- protection des environnements côtiers remarquables.
La démarche méthodologique et technique proposée est originale et n’a pas
d’équivalent en France à une échelle inter-régionale. Seuls en Europe, à
notre connaissance, les Pays-Bas se sont engagés dans un suivi de son littoral
sur la base de données LBLA. En Grande Bretagne, des suivis très partiels du
trait de côte par LBLA ont été entrepris depuis 2002 par « l’ Environment
Agency », organisme de suivi et de gestion des côtes britanniques et qui
préconise la généralisation de cette technique très prometteuse. Aux Etats-
Unis, l’outil LBLA est communément utilisé depuis quelques années, et devient
aujourd’hui une méthode incontournable de suivi régulier sur de grandes
étendues de côtes, dans le cadre de leur surveillance et de leur gestion
intégrée, notamment le long des côtes basses densément développées entre
le New Jersey et la Floride.
Le projet proposé présente un intérêt scientifique remarquable et original
par l’échelle qui est abordée et la qualité des données acquises. Les
21

ésultats constitueront une plus-value pour la connaissance du territoire,
offrant de nouvelles perspectives pour sa gestion, notamment d’un point de
vue environnemental. L’envergure de la couverture territoriale et l’aspect
fédérateur de cet outil sont également à même de générer une meilleure
intégration et concertation des démarches de politiques de préservation,
d’aménagement et de gestion de la zone côtière sur l’ensemble des quatre
régions concernées.
Pour les équipes universitaires participant à ce projet, l’avantage est double :
renforcer des collaborations de recherche déjà en cours ou entamées, en
entraînant un effet de masse critique qui, à son tour, permet à ces équipes
d’être à la pointe de la recherche et de la technologie dans le domaine des
études concernant les conséquences des changements climatiques à l’échelle
régionale. En effet, tout retard dans la connaissance de ces changements
pourrait être préjudiciable pour l’économie et l’écologie des régions littorales
de la France du Nord et du Nord-Ouest.
22

Annexe 1
DONNEES CONCERNANT L’EVOLUTION
HISTORIQUE DES PRINCIPAUX PARAMETRES
CLIMATIQUES ET HYDRODYNAMIQUES
Evolution annuelle des températures à Caen
(températures minimales, maximales et moyennes sur la période 1951-2004)
16°C
T° maxi
14°C
12°C
T° moy.
10°C
8°C
T° mini
6°C
4°C
1951 1961 1971 1981 1991 2001
Données Météo France (croquis élaboré par O. Cantat, Géophen, non publié)
23

Elévation du niveau moyen des mers le long des côtes de la
France du Nord et du Nord-Ouest* et à l’échelle planétaire
Hauteur rapportée au ZH (cm)
Hauteur rapportée au ZH (cm)
390
385
380
375
370
365
505
500
495
490
485
480
475
470
Cherbourg
1943
1946
1949
1952
1955
1958
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
Niveau moyen de la mer
) y
Dieppe
Trend =~+0,15 cm/an
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
Hauteur rapportée au ZH (cm)
Hauteur rapportée au ZH
500
495
490
485
480
475
345
340
335
330
325
320
315
1938
1941
1944
1947
1950
1953
1956
1959
1962
1965
1968
1971
1974
1977
1980
1983
1986
1989
1992
1995
1998
2001
Niveau moyen annuel
) y
Le Havre
Dunkerque
Trend =~+0,18 cm/an
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Niveau moyen annuel
Trend = ~+0.53 cm/an
Niveau moyen annuel
Trend =~+0,21 cm/an
* Données S. Costa, non publiée
24

Evolution du nombre de tempêtes
en France sur la période 1950 – 1999
Nombre de tempêtes
15
10
5
0
1960 1970 1980 1990 2000
Années
tempêtes érosives à Granville
(marée > 90, vent moyen journalier >8 m/s, persistance >12 h, F.Levoy)
Evolution annuelle de la fréquence des situations à fort gradient de pression en flux de NO (≥ à
20 hpa) entre 1894 et 2001 pouvant induire des inondations par la mer en Manche (S.Costa)
25

Evolution de la pluviométrie à Caen depuis 1901
Evolution et tendances des précipitations annuelles à Caen
(précipitations en mm, période 1901-2004)
1000
750
500
250
1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001
Données Météo France (croquis élaboré par O. Cantat, Géophen, non publié)
Tendance annuelle des précipitations en France sur le siècle passé
26

A u ffa y
250
hauteur de pluie de la décade (mm)
200
150
100
50
0
01/01/2000
01/01/1998
01/01/1996
01/01/1994
01/01/1992
01/01/1990
01/01/1988
01/01/1986
01/01/1984
01/01/1982
01/01/1980
01/01/1978
01/01/1976
01/01/1974
B o lb e c
2 5 0
hauteur de pluie de la décade (mm)
2 0 0
1 5 0
1 0 0
5 0
0
01/01/2000
01/01/1998
01/01/1996
01/01/1994
01/01/1992
01/01/1990
01/01/1988
01/01/1986
01/01/1984
01/01/1982
01/01/1980
01/01/1978
01/01/1976
01/01/1974
B oos
250
hauteur de pluie de la décade (mm)
200
150
100
50
0
01/01/2000
01/01/1998
01/01/1996
01/01/1994
01/01/1992
01/01/1990
01/01/1988
01/01/1986
01/01/1984
01/01/1982
01/01/1980
01/01/1978
01/01/1976
01/01/1974
Décades (nombre et hauteur) totalisant plus de 90 mm de pluie entre 1974 et 2000 pour trois
stations de Seine-Maritime (D.Delahaye).
Cette hauteur de 90 mm correspond à la pluie minimale pour le déclenchement d’une coulée de
boue catastrophique. Les graphiques montrent une grande disparité régionale dans la fréquence
des événements extrêmes (Bolbec/Boos) mais également de grands contrastes dans leur
évolution au cours des 30 dernières années (Bolbec/ Auffay)
27

Conséquences du changement climatique sur les espèces marines
Poisson tropical fréquent au Sud de la latitude 21° N , observé dans les
eaux portugaises en 1966, signalé au Nord-Ouest de l’Irlande en 1993.
(IFREMER)
Article paru dans LE MONDE dans l'édition du 22.05.05
« Le réchauffement climatique modifie déjà les habitudes de bon nombre d'espèces végétales et
animales terrestres. Nombreuses sont celles qui se déplacent plus au nord, où la température est plus
fraîche. Selon une étude publiée dans Science Express du 12 mai, les poissons de la mer du Nord
n'échappent pas à la règle. Une équipe de biologistes britanniques, dirigée par Allison Perry et John
Reynolds (université d'East Anglia, Norwich), vient en effet de mettre en évidence une migration de
nombreuses espèces plus au nord de cette mer.
C'est en tentant d'évaluer les conséquences du réchauffement de la température sur la surface de la
mer du Nord que ces scientifiques ont fait cette constatation. Sachant que cette région a subi une
augmentation de température de 0,6° C entre 1962 et 2001, ils ont analysé les registres de captures des
poissons réalisées par les navires de recherche entre 1977 et 2001.
Etudiant plus précisément 36 espèces, ils ont découvert que 13 d'entre elles dont la morue s'étaient
déplacées vers les zones plus septentrionales en effectuant à cette occasion un voyage vers le nord de 48 à
403 km selon les espèces. Six autres dont le carrelet et la raie fleurie n'ont pas bougé en latitude, mais se
sont enfoncées plus profondément dans les eaux.
Seuls le tacaud norvégien et la sole sont descendus plus au sud. Sans doute parce que le gradient de
température de la mer du Nord n'est pas uniforme, et qu'en certains endroits il fait plus froid au sud qu'au
28

nord. D'une manière générale, les chercheurs ont constaté que la taille des poissons "migrateurs" avait
diminué, et qu'ils devenaient adultes plus tôt.
Ces résultats montrent que "le changement climatique a déjà produit des effets observables sur la
distribution des poissons marins. Ils nous donnent une idée de la réponse des espèces à un réchauffement
plus important" , précisent les scientifiques dans Science. Les modèles climatiques soulignent en effet que
la température de surface de la mer du Nord devrait augmenter de 0,5 à 1° C d'ici à 2020, de 1 à 2,5° C
d'ici à 2050 et de 1,5 à 4° C d'ici à 2080.
MIGRATION DE PLANCTONS
Face à ces perspectives, "on peut craindre que des poissons commerciaux tels les merlans bleus et les
sébastes aient complètement disparu de la mer du Nord en 2050. Tandis qu'en 2080 le tacaud commun aura
étendu son aire plus au nord et pris une extension considérable" , estiment les chercheurs.
L'étude britannique "ajoute un argument de plus au fait que le réchauffement agit sur les
écosystèmes marins" , ajoute l'océanographe norvégien Ken Drinkwater, de l'Institut de recherche marine,
à Bergen (Norvège), dans le même numéro de Science. Ce travail, ajoute Paul Hart (université de Leicester,
Grande-Bretagne), est intéressant, car, jusqu'à présent, "personne n'avait regardé en détail les effets du
réchauffement sur les espèces de poissons commerciales et non commerciales" .
"L'article de l'équipe britannique est excellent. Je ne suis pas étonné de leurs résultats, car ils
convergent avec mes travaux" , confirme le Français Grégory Beaugrand (CNRS, Wimereux, Pas-de-Calais).
Travaillant sur les populations de plancton végétal et animal de minuscules organismes vivant en suspension
dans l'eau de mer dont se nourrissent notamment les larves de poissons , ce chercheur pense qu'il y a un lien
entre le déplacement des poissons et la migration de certaines espèces de plancton vers les secteurs plus
froids. Une situation qui affecte également la diversité de ces micro-organismes (Le Monde du 20
septembre 2004).
CONSÉQUENCES SUR LES PÊCHES
Les scientifiques qui travaillent sur la mer du Nord constatent "qu'un petit degré de plus a perturbé
le milieu et entraîné une réorganisation complète de l'écosystème marin, car cette mer est un carrefour
biogéographique" , explique Grégory Beaugrand. De 1965 à 1981, la mer du Nord était séparée en deux
systèmes : subarctique au nord et tempéré au sud. Après 1987, la frontière entre les deux systèmes a
bougé vers le nord, à tel point qu'on ne sait plus avec précision où elle se trouve actuellement. "On pense
qu'elle a migré vers le nord de la Norvège" , précise-t-il.
Aussi les chercheurs sont-ils inquiets pour l'avenir des espèces marines de la mer du Nord. Pendant
longtemps, cette mer "a été l'une des plus productives du monde" , en raison de la présence de bons
nutriments et de l'absence de stratification des températures. Le réchauffement risque de créer une
stratification qui entraînera une diminution de la productivité.
Ces changements auront des conséquences importantes sur les pêches, car ils se rajouteront à la
surexploitation déjà en oeuvre en mer du Nord. "Les écosystèmes sont actuellement soumis à une forte
pression, précise Allison Perry. Si l'on veut reconstituer les stocks, il faudra être plus respectueux des
espèces, car les conditions actuelles sont très différentes de celles qui prévalaient il y a vingt-cinq ans."
Selon le biologiste Niels Daan, de l'Institut néerlandais pour la recherche sur les pêcheries, "il n'est pas
exclu que le réchauffement empêche les stocks de se reconstituer" .
Christiane Galus
29

Annexe 2
30

Annexe 3
Comparaison de données topographiques issues de la
BD ALTI, d’un levé photogrammétrique (Conseil
Général 14) et d’un levé DGPS centimétrique
Commune de Ver-sur-Mer (Calvados)
transect
BD ALTI IGN
PHOTOGRAMMETRIE CG 14
Le levé DGPS a
une incertitude
de +/- 5 cm au plus
Altitude (m IGN69)
20,0
photogrammétrie
19,0
BDALTI
18,0
Levé DGPS 23/06/2003
17,0
16,0
15,0
14,0
13,0
12,0
11,0
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Distance (m)
31
GRESARC
Différences
altimétriques
importantes (0,5 à
1 m) entre la BD
Alti, la
photogrammétrie
et les levés DGPS
Absence de
cordon
dunaire

Annexe 4
Présentation du Laser à Balayage Latéral
Aéroporté (LBLA)
L’avion, positionné à l’aide d’un système de GPS Différentiel centimétrique
embarqué et à terre, est équipé d’une centrale inertielle faisant l’acquisition de
ses mouvements d’attitude et d’un laser à balayage permettant des mesures de
distance très précises avec le sol.
Les données recueillies concernant le positionnement de l’avion, ses mouvements
et les mesures de distances permettent, sur une bande de terrain de quelques
centaines de mètres, de déterminer la topographie absolue du relief terrestre
sous la forme de fichiers de points X,Y et Z.
a densité des points est remarquable, pouvant être de l’ordre de 1 point au m²,
ainsi que la précision des mesures altimétriques, estimée sur des surfaces nues à
moins de 10 cm.
Satellite GPS
Principe de fonctionnement du Laser à Balayage Latéral
Satellite GPS
Aéroporté
Satellite GPS
Avion type Cessna
vitesse de vol 70 m/s
Scan du laser sur un
angle d’ouverture 60
Altitude de l’avion
Autour de 1000 m
Recouvrement des
bandes si nécessaire
Station de base
GPS
Sens du vol
(parallèle à la côte)
Bande de terrain comprise entre 500
et 1000 mselonl’altitude de l’avion
32

Exemple de données LBLA
(source sites Internet)
Topographie LBLA reconstitution en 3 D d’une zone côtière aménagée
Topographie LBLA reconstitution en 3 D d’un cordon dunaire
33

Topographie LBLA reconstitution en 3 D d’un versant littoral sujet à
mouvement de terrain
Topographie LBLA sur un littoral d’île - barrière avant et après tempête
Vue en 3 D (NASA)
34

Topographie LBLA sur un littoral d’île - barrière avant et après tempête
Vue en coupe (NASA)
Topographie LBLA en zone urbaine : Manhattan « ground zero »
35

4. Impacts d’un changement
climatique sur la dynamique des
aléas
5. Vulnérabilité des territoires et
des écosystèmes
6. Conséquences
environnementales et évaluation
du risque
7. Politiques et Stratégies de
prévention et de protection vis-àvis
des impacts d’un changement
climatique sur les aléas
- Extraction d’informations concernant des scénarios possibles d’évolution climatique sur l’Europe du Nord-
Ouest,
- Détermination des incertitudes sur ces prévisions
- Simulations numériques et analogiques permettant de mieux prévoir l’intensité, l’occurrence spatiale et
temporelle des aléas en tenant compte de scénarios de changement climatique.
- Interprétation des simulations
- Analyse des erreurs et incertitudes sur les résultats.
- Couplage des processus (conjonction d’aléas…)
- Identification des enjeux physiques, humains, socio-économiques et environnementaux.
- Constitution d’une base de données (éléments exposés, ouvrages, végétation, caractéristiques socioéconomiques).
- Quantification des effets directs et indirects des aléas modifiés .
- Cartographie du risque sur les zones les plus exposées (sites-Ateliers)
- Conséquences sur le biotope (biotopes intertidaux, dynamique des systèmes floristiques dunaires, etc),
- Conséquences socio-économiques
- Scénarios possibles d’impacts d’un changement climatique en zone côtière
- Bases de données transcrites en plate-forme « interactive » permettant l’élaboration de cartes selon les
besoins des utilisateurs
- Proposition de mesures de prévention et de protection
- Définition d’indicateurs de modification/dégradation du milieux
- Proposition de suivi
- Suggestion de politiques publiques et de recommandations pour le particulier
36

Annexe 5
Thématiques de Recherche et Actions du projet inter-régional « CLAREC »
Thématiques de Recherche
1. Bilan des connaissances sur les
facteurs à l’origine des aléas
2. Apport des nouvelles
technologies d’observation
3. Amélioration des
connaissances concernant le
déclenchement des aléas
Actions
- Identification des aléas considérés
- Facteurs de prédisposition (matériau, houle, niveaux extrêmes de la mer,…)
- Facteurs déclenchants ou/et aggravants (tempête, élévation niveau de la mer, nappe phréatique) à l’échelle
régionale et locale.
- Choix des sites-ateliers pour des études à l’échelle locale
- Constitution d’une base de données à partir d’informations existantes (hydrodynamique côtière, évolution
des plages et du trait de côte, niveaux piézométriques dans les versants, etc.)
- Apport des données topographiques LBLA et des données images associées.
- Protocole d’acquisition des données en zone côtière
- Définition des cibles géographiques et fréquence des observations
- Mise au point du traitement des données LBLA (filtres,…),
- Structuration d’une base de données.
- Etude des relations entre les processus physiques, l’intensité et la fréquence des aléas considérés (niveaux
extrêmes de la mer et intensité du recul du trait de côte, variations des nappes phréatiques et mouvements
de versants, pluviométrie et intensification des apports solides en domaine estuarien,…)
- Définition d’une occurrence spatiale, temporelle et d’une intensité à l’échelle régionale (modélisation
probabiliste de la susceptibilité) et à l’échelle locale
- Modélisation conceptuelle du fonctionnement des systèmes étudiés
- Modélisations analogiques et numériques (hydrodynamique, hydro-mécanique et morphodynamique) pour
l’identification de seuils caractéristiques.
37

Annexe 6
Laboratoires et équipes porteurs du projet
UMR CNRS 6143 « Morphodynamique Continentale et Côtière »
Université de Caen et de Rouen
Personnel de 78 personnes dont :
28 Enseignants-chercheurs (11 Pr, 11 MC, 6 ½ ATER)
5 Chercheurs CNRS (1 DR Emérite, 4 CR)
12 ITA CNRS (4 I, 2 AI, 6T)
1 PAST associé au laboratoire
8 IATOS
24 Doctorants
Rattachement :
CNRS : Sciences de l’univers (SDU) et INSU, Sciences pour l’Ingénieur (SPI)
DSPT 3 et DSPT 8 du Ministère
Aux UFR des Sciences des Universités de Caen et de Rouen
Au pôle fédérateur « Environnement, Sociétés, Risques » (Université de Caen-
ENSICAEN)
Aux Ecoles Doctorales : ED 181 SIMEM (Caen) et ED 96 Chimie Biologie (Rouen)
Trois sites de recherche :
- Centre de Géomorphologie du CNRS à Caen
- Département de Géologie, Faculté des Sciences de l’Université de Rouen
- Centre de Recherches en Environnement Côtiers, Station marine de l’Université
de Caen à Luc/Mer
Compétences en :
Morphodynamique continentale, Géomorphologie quantitative, Transferts de flux
particulaires à l’échelle du bassin versant, Evolution morpho-sédimentaire des
plages et des estuaires, Analyse des processus d’érosion/sédimentation,
Expérimentation sur le froid et en mécanique des fluides, Géomatériaux, Risques
et Environnement.
Domaine d’activité / Objectifs scientifiques :
Identification et analyse des mécanismes qui régissent l’évolution des formes des
surfaces continentales, du littoral et des plates-formes marines immergées à
différentes échelles de temps, du Plio-Quaternaire à l’Actuel.
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Thématiques de recherche en 2004-2007 :
3 groupes thématiques transversaux, avec une approche complémentaire en
analyse et mesures in situ, expérimentation au laboratoire et modélisation numérique.
Structuration thématique de l’UMR 6143 M2C
Equipe d’Accueil 3599 « Géomorphologie Dynamique et
Aménagement des Littoraux », Université du Littoral Côte
d’Opale, Dunkerque
Equipe de recherche de 19 personnes dont :
8 Enseignants-chercheurs (2 Pr, 4 MC, 1 Postdoc, 1 ATER)
2 IATOS
9 Doctorants
Rattachement :
DSPT 3 du Ministère délégué à la Recherche
A l’Ecole Doctorale ED 443 de l’Université du Littoral Côte d’Opale
Compétences :
Géomorphologie des littoraux, dynamique morphologique et sédimentaire
des milieux côtiers (plages, estuaires, dunes littorales, avant-côte), mesures in
situ et caractérisation des processus hydrodynamiques et sédimentaires dans la
zone côtière, risques littoraux, cartographie/SIG/télédétection.
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Domaines d’activités / Objectifs scientifiques :
Morphodynamique des littoraux meubles ; évolution morpho-sédimentaire
des plages, dunes littorales, estuaires et petits fonds ; dynamique actuelle
et holocène des littoraux.
Laboratoire GEOPHEN « Géographie Physique et
Environnement »
UMR 6554 LETG Université de Caen Basse Normandie
Personnel de 30 personnes dont :
10 Enseignants-chercheurs (3 Pr, 6 MC, 1 ATER)
1 Chercheur CNRS (CR)
2 IATOS
15 Doctorants
2 PR émérites
Rattachement :
CNRS : Sciences Humaine et Sociales (SHS)
DSPT 6 du Ministère
A UFR de Géographie de l’Université de Caen Basse-Normandie
A l’UMR 6554 Caen, Rennes, Nantes, Brest
A la MRSH de l’Université de Caen Basse-Normandie
Au pôle fédérateur « Environnement, Sociétés, Risques » (Université de
Caen-ENSICAEN)
A l’Ecole Doctorale : ED 68 (Caen)
Un des quatre laboratoires de l’UMR multi-sites LETG 6554 (Littoral,
Environnement, Télédétection, Géomatique) avec :
Laboratoire Géomer de l’Université de Brest
laboratoire COSTEL de l’Université de Rennes 2
Laboratoire Géolittomer de l’Université de Nantes
Au total : 26 PR, 32 MCF, 2 DR, 11 CR, 12 ingénieurs, 6 IATOS, 90 doctorants
Domaine d’activité / Objectifs scientifiques :
Les activités scientifiques du Laboratoire GEOPHEN s’inscrivent dans les 4 axes
de l’UMR 6554 LETG :
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- Axe 1 : Analyse des processus dynamiques à l'interface Nature / Société.
- Axe 2 : Analyse du fonctionnement des hydrosystèmes et de la dynamique
des échanges continent / océan.
- Axe 3 : Étude des littoraux et des dynamiques territoriales de la mer côtière
et de l'océan.
- Axe 4 : Analyse des conditions de la gestion intégrée des territoires et d'un
développement des activités humaines compatible avec la préservation du
patrimoine naturel et culturel.
Tout en contribuant à ces axes, le thème fédérateur majeur des approches
pratiquées par les membres du GEOPHEN est l'eau, avec des approches relevant
stricto sensu de l'hydrologie ou de la climatologie, mais également de la
géomorphologie ou de la biogéographie :
- fonctionnement des hydrosystèmes et de leurs dynamiques actuelles et
passées
- fonctionnement des hydrosystèmes dans leurs phases extrêmes ;
- Dynamiques de versant (érosion des sols et mouvements de terrain) ;
- hydrosystèmes et sociétés (dégradation des hydrosystèmes, évolution des
paysages).
Ces approches se font à différentes échelles spatiales (de la parcelle au bassin
versant) et temporelles (de l'heure, au temps historiques et géologiques) avec
une attention particulière aux positions d'interface (continent/océan). Enfin, les
espaces étudiés, sont en partie centrés sur l'espace régional normand, mais
s'élargissent également aux Alpes, à la Méditerranée oriental et l'Afrique
occidentale.
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Annexe 7
Compétences mobilisées au sein des équipes
porteuses du projet
! Côtes sableuses et graveleuses
Morphodynamique côtière
Anthony Edward, Professeur, Géodal, Dunkerque
Héquette Arnaud, Professeur, Géodal, Dunkerque
Levoy Franck, Professeur, M2C, Caen
Lebot Sophie, Maître de Conférences, M2C, Rouen
Costa Stéphane, Maître de Conférences, Géophen, Caen
Cohen Olivier, Maître de conférences, Géodal, Dunkerque
Ruz Marie-Hélène, Maître de conférences, Géodal, Dunkerque
! Estuaires et baies
Lafite Robert , Professeur, M2C, Rouen
Lesueur Patrick, Professeur, M2C, Caen
Tessier Bernadette, Chargée de Recherche CNRS, M.2.C, Caen
Baltzer Agnès, Maître de Conférences, M.2.C, Caen
! Côtes à falaises et versants littoraux
Costa Stéphane, Maître de Conférences, Géophen, Caen
Maquaire Olivier, Professeur, Géophen, Caen
Malet Jean-Philippe, Chargé de Recherche CNRS, Géophen
Lagarde Jean-Louis, Professeur, M2C, Caen
Font Marianne, Maître de Conférences, M2C, Caen
Bassins versants côtiers
Dupont Jean-Paul, Professeur, M2C, Rouen
Cador Jean-Michel, Maître de Conférences, Géophen , Caen
Delahaye Daniel, Professeur, Géophen, Caen
Laignel Benoit, Professeur, M2C, Rouen
Lespez Laurent, Maître de Conférences, Géophen, Caen
Le Gouée Patrick, Maître de Conférences, Géophen, Caen
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Climatologie
Cantat Olivier, Maître de Conférences, Géophen , Caen
Biogéographie côtière
Petit-Berghem Yves, Maître de Conférences, Géophen, Caen
Traitements de données, instrumentations
Gardel Antoine, Maître de conférences, Géodal, Dunkerque
Monfort Olivier, ingénieur HMG, mécanique des fluides, M2C, Caen
Davidson Robert, Ingénieur d’Etude, Géophen, Caen
Dubois Anthony, assistant ingénieur,M2C, Caen
Benoit Laurent, technicien supérieur, M2C, Caen
Lehodey Jean-Paul, technicien, Station Marine UCBN, Luc-sur-Mer
Sipka Vincent, Maître de conférences, Géodal, Dunkerque
X, ingénieur d’études CNRS (en cours de recrutement), M2C, Caen
Modélisations/Simulations
Mouazé Dominique, Maître de Conférences, M2C, Caen
Calluaud Damien, Maître de Conférence, M2C, Caen
Brun-Cottan Jean-Claude, Chargé de Recherche CNRS, M.2.C, Caen
Nguyen Dan, Professeur, M2C, Caen
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Annexe 8
Compétences complémentaires mobilisées au sein de
laboratoires associés au projet
(au 20/7/2005)
! Station Marine de l’Université de Caen Basse-Normandie à
Luc-sur-Mer
- JeanPaul Lehodey, technicien
- Alain Savinelli, Technicien
! FRE 2795 GEOSYSCOM « Géographie des système de
communication » Université de Caen- Université du Havre
- Thierry de SAINT-GERAND, Professeur, Directeur Géosyscom
- Anne PUISSANT, Maître de Conférence
- Madelaine BROCARD, Université du Havre, Professeur.
! Station Marine de Wimereux et UMR CNRS 8013 ELICO
- Jean-Claude DAUVIN, Professeur à l'Université de Sciences et
Technologies de Lille. Directeur de la Station Marine de Wimereux et de
l'UMR CNRS 8013 ELICO.
- Nicolas DESROY, Maître de Conférences
- Lionel DENIS, Maître de Conférences
! Groupe d'Etudes et de Recherches sur l'Environnement Marin
(GEREM) d’INTECHMER, Cherbourg
- Yann MEAR, Maître de Conférence et correspondant du groupe pour le
projet
- Anne MURAT, Maître de Conférence
- Emmanuel POIZOT, Ingénieur d’études
Avec la participation de l’Université de Glamorgan (Pays de Galles)
! UMR « Processus et Bilans des Domaines Sédimantaires »
(PBDS) 8110 CNRS/ Université de Lille 1 et membre de la
Fédération de Recherche 1818 « Milieux naturels et anthropisés »
- Alain TRENTESAUX, Maître de Conférences
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- Brigitte VAN VLIET LANOE, Directeur de Recherche, CNRS
- Nicolas TRIBOVILLARD, Professeur
! Université d’Amiens, Laboratoire de Géologie, rattaché à l’UMR
8110
- Christophe BURET, Maître de Conférences
- Geoffroy MAHIEUX, Maître de Conférences
- Lies LOUCKE, Maître de Conférences
! Centre Interdisciplinaire de recherche Ions Lasers (CIRIL),
UMR 6637 CEA, CNRS, ISMRA, Caen ; Groupe Matériaux, Lasers et
Instrumentation
- Hervé Gilles, Professeur,
- Sylvain Girard, Maître de Conférence
- Mathieu Laroche, Maître de Conférence
! Equipe Lasers du Laboratoire de Physico-Chimie de
l’Atmosphère (Unité CNRS 8013, Université du Littoral Côte d’Opale,
Dunkerque)
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Annexe 9
Liste des formations universitaires
associées au projet
- Masters II « Géosciences, Environnement Génie Côtier »
Professionnel et Recherche ; Universités de Caen et Rouen
- Licence pro : Gestion des ressources environnementales en milieu
rural, métiers du développement durable. Université de Caen
- Master II recherche : Environnement, Sociétés : Dynamiques et
Interfaces, Université de Caen
- Master II pro AGIRE : Aménagement et Gestion Intégrée des
Ressources Environnementales, Université de Caen
- Master II « Environnement Naturel » Recherche ; Université du
Littoral Côte d’Opale
- Master II « Développement Intégré des Territoires et des
Littoraux » Professionnel ; Université du Littoral Côte d’Opale
- Préparation au Diplôme de technicien supérieur de la mer Option
« Génie de l’Environnement marin » à Intechmer, Cherbourg
- Master II S.I.G. , UFR de Géographie Université de Caen
Des thésards et post-doctorants rattachés aux différents laboratoires
membres du Groupement d’Intérêt Scientifique pourront également contribuer
aux recherches engagées.
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Annexe 10
LES
EQUIPEMENTS
Système Lite Mapper
5600 de chez IGI
47

DIGICAM 14K IGI
48

Système ALS50 de chez
LEICA
49

Exemple de logiciel de navigation chez Optech
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Annexe 11
Outils disponibles
Mesures de terrain
! Topographie (indispensable pour le calage de points de références à terre pour les
levés LBLA)
- DGPS centimétriques Trimble 4400 (2), 4700 (1), 5700 (2),
- DGPS centimétriques Leica (2)
- Tachéomètres Leica
! Hydrodynamiques
- Marégraphes, Houlographes, courantomètres
! Hydrologiques
- Limnigraphes, piézomètres
! Météorologiques
- Stations météorologiques portables
Outils de simulation
! Analogiques
- 2 Canaux à houle (25 et 18 m)
- hall d’expérimentation (ancien hall de gel) avec piscine de 15x 8 m.
- Plate-formes d’essais pour la dégradation des reliefs côtiers (gel et
précipitations)
! Numériques
- Hydrodynamique : Télémac, Swan, Refdif
- Logiciels de simulation morphodynamique : Unibest
- Station de travail Xeon 3.06 Ghz avec logiciels de télédétection (ER Mapper et
ENVI) et SIG (ARC GIS). Base de données de photographies aériennes anciennes
et images SPOT récentes.
Logistique et divers
! Véhicules et moyens nautiques
- Véhicules divers (boxers, kangoo, quads,…..)
- Moyens nautiques légers (Bombard, jet-ski équipé)
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