Plage de Torrey Pines au nord de San Diego, automne 2017. Le sable déposé sur la plage en 2001 a été emporté en une seule tempête. Crédit :Katherine Leitzell | Subvention de la mer de Californie
De nouvelles recherches mettent en lumière la façon dont le sable placé mécaniquement sur les plages du comté de San Diego se déplace et ses impacts potentiels. L'étude, publié dans la revue Coastal Engineering, pourrait aider les planificateurs à développer des projets de rechargement des plages qui atteindront leurs objectifs sans causer de problèmes imprévus. Le comté de North San Diego, par exemple, prévoit une période de 50 ans, Série de 160 millions de dollars de rechargements de plage destinés à lutter contre les inondations et l'érosion, et fournir un espace de loisirs pour les touristes.
La nouvelle étude, menée par des chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie, San Diego, et financé en partie par California Sea Grant, a analysé quatre projets d'alimentation de plage dans le comté de San Diego pour voir comment ils se sont comportés dans les années qui ont suivi l'alimentation. Il permet de mieux comprendre comment le sable d'alimentation se déplace en réponse aux vagues et aux courants, ce qui pourrait donner un aperçu de projets d'alimentation des plages plus efficaces à l'avenir.
"Il y a beaucoup de choses que l'on ne sait pas sur la façon dont le sable se déplace, " dit Bonnie Ludka, postdoctorante de Scripps, qui a dirigé l'étude. "Si vous mettez du sable sur une plage, il ne restera pas simplement au même endroit. La question est, combien de temps reste-t-il où vous le voulez ? Et comme ça bouge, où est-ce que ça va?"
Par exemple, le sable placé sur la plage de Torrey Pines au nord de San Diego en 2001 a été emporté par une seule tempête. Le sable de nutrition peut également entraîner d'autres conséquences imprévues, comme cela s'est produit à Imperial Beach, le site de la plus grande alimentation de plage dans l'étude. Là, 138 piscines olympiques d'une valeur de sable ont été ajoutées à la plage à l'automne 2012. Le sable s'est déplacé vers le nord et le sud le long de la côte, et en 2016 a contribué à la fermeture de l'estuaire de la rivière Tijuana. La rivière a perdu sa connexion avec l'océan, entraînant une pollution extrêmement concentrée et une hypoxie-perte d'oxygène dans l'eau pouvant entraîner la mort de poissons et d'autres espèces aquatiques.
Dans l'étude, Ludka et ses collègues ont étudié les projets Torrey Pines 2001 et Imperial Beach 2012 ainsi que les projets d'alimentation des plages sur les plages de Cardiff et de Solana réalisés en 2012. À l'aide de VTT, jet skis, et d'autres outils, l'équipe de recherche a mené des relevés réguliers de chaque plage pendant plus d'une décennie pour créer des cartes d'élévation précises à quelques centimètres. A l'aide de ces cartes, les chercheurs ont pu évaluer comment la plage a changé au fil du temps. À l'aide d'un réseau de bouées géré par les chercheurs de Scripps et d'un modèle numérique des vagues, ils disposaient également d'un enregistrement sur plusieurs décennies des conditions estimées des vagues le long de la côte.
"Ces données nous ont permis de comparer le comportement de la plage nourrie avec le comportement de la plage pendant les périodes de non-alimentation dans des conditions de vagues similaires, " dit Ludka.
Pour les relevés de plages, l'équipe de recherche a utilisé des VTT, chariots pour levés intertidaux, et des jet-skis pour cartographier les zones sous la marée basse. Crédit :Daron Case (à gauche), Scripps Institution of Oceanography (à droite)
Allez avec le courant
Comme indiqué dans une étude précédente de l'équipe, la taille des grains de sable a fait une grande différence dans la distance et la vitesse de déplacement du sable. Aux Pins Torrey, où du sable similaire à la granulométrie native a été utilisé pour un projet de rechargement en 2001, tout le sable ajouté lavé au large en une seule tempête, mois après sa mise en place. Le sable plus grossier utilisé dans les trois autres projets en 2012 est resté en grande partie sur la plage supérieure, même pendant l'hiver El Niño de 2015-16, qui a apporté des vagues exceptionnellement énergiques à la côte.
Les chercheurs ont également identifié un modèle de mouvement du sable qui suivait les courants océaniques dominants dans la région - en hiver, les tas de sable s'étendaient vers le sud, tandis qu'en été, le sable s'est déplacé vers le nord. Globalement, le mouvement du sud l'a emporté, et à Imperial Beach ont contribué au colmatage de l'estuaire de Tijuana, quelques kilomètres au sud de la région de placement.
L'étude montre également que, dans certains cas, la quantité totale de sable déposé ou retiré d'une plage naturellement était encore plus importante que les quantités de sable ajoutées lors des projets de rechargement.
Ludka dit "Nous sommes encore loin d'être en mesure de prédire ou de modéliser comment ces aliments évolueront." Mais les observations minutieuses fournies dans cette étude donnent une bonne première indication de la façon dont les futurs projets pourraient se porter.
Le budget sable
Pourquoi faut-il en premier lieu des apports de sable ? Pour une chose, le changement climatique fait monter le niveau des mers, qui pourraient noyer les plages si elles ne pouvaient pas reculer vers la terre, que ce soit en raison d'une incapacité de la plage à s'adapter ou des infrastructures existantes. Les projets riverains naturels ou vivants qui construisent ou restaurent des plages et des marais attirent l'attention comme moyen de renforcer la résilience face à la montée des mers.
En outre, le sable est une ressource limitée sur les plages californiennes. Ludka explique que le sable sur les plages a tendance à provenir de deux endroits :des rivières et des falaises en érosion. Les barrages et les projets de stabilisation des falaises ont étouffé les apports de sable de ces deux sources. Elle explique, « Le budget de sable est comme un compte bancaire. L'océan effectue toujours des retraits. Si vous ne rajoutez pas de sable dans le système, les plages vont disparaître."
Les chercheurs notent également que la Californie ajoute du sable aux plages depuis des décennies, et dans de nombreux cas, les larges plages de sable que nous connaissons ont été créées artificiellement par l'ajout de sable dragué des ports ou d'autres projets de construction. Ludka dit, "À l'avenir, nous pourrions avoir à prendre des décisions difficiles quant à l'endroit où nous investissons dans les plages de sable, et où d'autres plages sont laissées à leur sort déterminé par la montée des mers et les réserves de sable limitées."
