Alors que le niveau de la mer monte et que les communautés côtières sont menacées d'érosion et d'inondation, ouvrages de défense côtière, souvent construit en béton, sont devenus la norme dans de nombreuses régions du monde.

Mais ces structures d'ingénierie dures, comme des digues, brise-lames et épis, sont à la fois chers et mauvais pour l'environnement.

Notre équipe de scientifiques de l'Université de Melbourne rejoint un nombre croissant de chercheurs internationaux qui cherchent à savoir si les structures naturelles de défense côtière pourraient être une meilleure option. Nous testons des récifs de moules et des forêts de mangrove dans la baie de Port Phillip à Melbourne pour voir à quel point ils protègent nos côtes.

Les côtes naturelles ont une défense côtière intégrée sous la forme de dunes de sable et de plages, marais salants, mangrove, herbiers et varechs, et les récifs de corail et de coquillages.

Ces structures naturelles peuvent réduire la hauteur des vagues à l'approche du rivage et piéger les sédiments, augmenter la hauteur de la terre par rapport au niveau de la mer. Cela réduit les inondations et l'érosion.

Les récifs de moules et les forêts de mangroves sont particulièrement importants à Port Phillip car ce sont des habitats indigènes qui ont historiquement subi des déclins importants. Nous créons le récif de moules à partir de coquillages recyclés et de roche basaltique naturelle, et nous nous attendons à ce qu'il réduise la hauteur des vagues et favorise l'accrétion de l'estran en érosion.

Pour les forêts de mangrove, nous utiliserons une approche « hybride », qui consiste à planter les mangroves au sein de cultivars en béton qui atténuent les vagues, accumuler des sédiments et fournir les bonnes conditions pour que les forêts se développent.

Autre part, d'autres habitats naturels sont utilisés pour protéger les rives. Par exemple, aux Etats-Unis, les récifs d'huîtres ont été largement restaurés sur la côte est pour lutter contre l'érosion. Les huîtres ont besoin de quelque chose de difficile à attacher, et de nombreuses conceptions créatives de récifs ont été conçues pour remplacer les habitats perdus et améliorer les populations d'huîtres.

En revanche, les structures artificielles sont coûteuses à construire et à entretenir et causent des dommages écologiques importants. En particulier, ils entraînent une perte de biodiversité par le remplacement des habitats naturels et sont souvent des points chauds pour les espèces envahissantes.

Déterminer le rapport qualité-prix

Compte tenu des menaces auxquelles nos rivages sont confrontés, les protéger à l'avenir doit être à la fois financièrement et écologiquement durable.

Les systèmes de défense côtière basés sur la nature présentent une alternative efficace aux structures artificielles, car ils peuvent s'adapter aux changements climatiques et s'auto-réparer après des tempêtes, ce qui signifie qu'ils pourraient être moins chers à long terme.

Mais nous ne savons pas encore quelle option offre une meilleure protection aux communautés locales, ou le meilleur rapport qualité/prix.

Pour essayer de mieux comprendre, nous avons récemment publié une revue des études scientifiques dans ce domaine dans la revue Biologie du changement global .

Nous avons trouvé que, bien que la défense côtière fondée sur la nature soit préconisée dans la littérature, il y a un manque de données d'études de terrain sur leur impact sur la réduction de la hauteur des vagues ou le renforcement du rivage.

Certains habitats, comme des dunes, ont été utilisés historiquement pour la défense côtière, mais les données sur leur efficacité à réduire la perte de rivage ne sont pas toujours rapportées, rendant l'évaluation difficile.

Nous devons savoir quels habitats sont efficaces pour assurer la défense côtière, les types d'environnements dans lesquels ils fonctionnent le mieux et les meilleures conceptions pour obtenir une protection à long terme.

Cette recherche n'est possible que grâce à des collaborations entre scientifiques, gestionnaires et ingénieurs côtiers.

Une meilleure façon de protéger nos rivages

C'est particulièrement important parce que les systèmes naturels de défense côtière offrent plus qu'une simple protection contre les phénomènes météorologiques extrêmes; ils contribuent également à créer des écosystèmes - certains habitats offrent un avantage pour l'homme, comme la filtration par les moules conduisant à une augmentation de la qualité de l'eau.

Ceux-ci doivent être pris en considération dans toute analyse coûts-avantages, et ils sont une considération importante dans notre essai actuel de Port Phillip Bay.

Trouver un moyen d'utiliser les habitats naturels pour remplir une fonction auparavant assurée par des structures artificielles va nécessiter un grand changement dans notre état d'esprit collectif ; car cela exige des changements dans la façon dont nous concevons et évaluons les infrastructures de défense côtière.

Concevoir une structure comme un mur en béton basé sur la résilience de l'ingénierie, constance et prévisibilité, est en contraste direct avec la résilience écologique, ce qui favorise la variabilité.

Alors que la résilience écologique peut ne pas offrir l'assurance visible d'un mur solide, par exemple, il offre tellement plus. Peut-être devons-nous faire confiance à la nature pour faire son travail, et permettre aux écosystèmes d'absorber les perturbations et de rester dans un état stable.

L'adaptation des côtes australiennes au changement climatique est un grand défi que nous devons relever dans les années à venir. Après tout, 85 % d'entre nous vivent à moins de 50 km de la côte. Cette recherche offre un moyen de relever ce défi, tout en respectant notre diversité marine.