Les communautés côtières du monde entier sont de plus en plus confrontées aux énormes menaces posées par une combinaison de tempêtes extrêmes et d'élévations prévues du niveau de la mer en raison du changement climatique mondial.

Cependant, Des scientifiques de l'Université de Plymouth ont développé un modèle simple basé sur un algorithme qui prédit avec précision comment les côtes pourraient être affectées et, par conséquent, permet aux communautés d'identifier les actions qu'elles pourraient devoir prendre pour s'adapter.

Le modèle de prévision de l'évolution côtière (ForCE) a le potentiel d'être une avancée révolutionnaire dans la science de l'évolution côtière, permettant de prédire les adaptations du littoral sur des échelles de temps allant de quelques jours à des décennies et au-delà.

Cette large gamme d'échelles de temps signifie que le modèle est capable de prédire à la fois l'impact à court terme de violentes tempêtes ou de séquences de tempêtes (sur des jours ou des années), ainsi que de prédire l'évolution à beaucoup plus long terme de la côte en raison de l'élévation prévue du niveau de la mer (décennies).

Le modèle informatique utilise des mesures de plage passées et présentes, et des données montrant les propriétés physiques de la côte, pour prévoir leur évolution future et évaluer la résilience de nos littoraux face à l'érosion et aux inondations.

Contrairement aux modèles simples précédents de ce genre qui tentent des prévisions sur des échelles de temps similaires, ForCE prend également en compte d'autres facteurs clés tels que les marées, des données sur les surtensions et l'élévation du niveau de la mer dans le monde pour évaluer comment les plages pourraient être affectées par le changement climatique prévu.

Les sédiments de plage constituent notre première ligne de défense contre l'érosion côtière et les inondations, prévenir les dommages à notre précieuse infrastructure côtière. Ainsi, les gestionnaires côtiers se préoccupent à juste titre de surveiller le volume de sédiments de plage sur nos plages.

Le nouveau modèle ForCE permet aux gestionnaires de suivre la « santé » de nos plages sans quitter leur bureau et de prédire comment cela pourrait changer dans un avenir d'élévation du niveau de la mer et de vagues changeantes.

Les prédictions du modèle se sont révélées précises à plus de 80 % dans les tests actuels, basé sur des mesures de changement de plage à Perranporth, sur la côte nord des Cornouailles dans le sud-ouest de l'Angleterre.

Il a également été démontré qu'il prédisait avec précision la formation et l'emplacement des barres de sable au large en réponse à des tempêtes extrêmes, et comment les plages se rétablissent dans les mois et les années qui suivent les tempêtes.

En tant que tel, les chercheurs disent qu'il pourrait fournir un avertissement précoce pour l'érosion côtière et le dépassement potentiel, mais sa stabilité et son efficacité suggèrent qu'il pourrait prévoir l'évolution côtière sur des échelles de temps beaucoup plus longues.

L'étude, publié dans Coastal Engineering, souligne que les menaces croissantes posées par l'élévation du niveau de la mer et la compression côtière ont signifié que le suivi de l'évolution morphologique des côtes sédimentaires est d'une importance sociétale substantielle et croissante.

Dr Mark Davidson, Professeur agrégé en processus côtiers, a développé le modèle ForCE après avoir mis au point un système de feux de circulation basé sur la gravité de l'approche des tempêtes pour mettre en évidence le niveau d'action requis pour protéger des plages particulières.

Il a déclaré:"Les gestionnaires côtiers de haut niveau du monde entier ont reconnu un réel besoin d'évaluer la résilience de nos côtes dans un climat de vagues et de niveau de la mer changeants. Cependant, jusqu'à présent, ils ne disposaient pas des outils indispensables pour faire cette évaluation. Nous espérons que notre travail avec le modèle ForCE sera une étape importante vers la fourniture de cette nouvelle capacité essentielle. »

L'Université de Plymouth est l'une des principales autorités mondiales en matière d'ingénierie côtière et de changement face aux tempêtes extrêmes et à l'élévation du niveau de la mer.

Des chercheurs du groupe de recherche sur les processus côtiers de l'université ont examiné leurs effets partout, des côtes du sud-ouest de l'Angleterre aux îles isolées de l'océan Pacifique.

Ils ont montré que les tempêtes hivernales de 2013/14 étaient les plus énergiques à frapper la côte atlantique de l'Europe occidentale depuis le début des records en 1948, et a démontré que cinq ans après ces tempêtes, de nombreuses plages n'étaient toujours pas complètement rétablies.

Étude de cas

Des chercheurs de l'Université de Plymouth effectuent des mesures de plage à Perranporth, dans le nord des Cornouailles, depuis plus d'une décennie. Récemment, cela a été fait dans le cadre du projet BLUE-coast de 4 millions de livres sterling, financé par le Natural Environment Research Council, qui vise à aborder l'importance des bilans sédimentaires et leur rôle dans la restauration côtière.

Des enquêtes ont montré qu'à la suite de tempêtes extrêmes, such as those which hit the UK in 2013/14, beaches recovered to some degree in the summer months but that recovery was largely wiped out in the following winters. That has created a situation where high water shorelines are further landward at sites such as Perranporth.

Sea level is presently forecast to rise by about 0.5m over the next 100 years. Cependant, there is large uncertainty attached to this and it could easily be more than 1m over the same time-frame. If the latter proves to be true, prominent structures on the coastline—such as the Watering Hole bar—will be under severe threat within the next 60 years.