Comment prévenir les risques de submersion marine grâce au numérique ?

Entretien avec Jérémie Gachelin, Responsable UF innovation, données et usages au sein de la Direction numérique et territoire intelligent de l'Agglomération de Lorient et Gwenvaël Le Guisquet, chargé de mission recherche, indicateurs, programmes scientifiques au sein de la Direction Nature et Environnement de Lorient Agglomération

Pouvez-vous décrire les différentes formes de submersion et les risques associés ?

Pour rappel, la submersion marine est une inondation temporaire, éventuellement épisodique, voire récurrente d'une zone côtière. Les origines de ce phénomène sont diverses. On constate des submersions marines liées aux tempêtes, soit une conjugaison d'une forte dépression atmosphérique avec de la houle et du vent. Dans ce cas, les risques associés sont les inondations, l’érosion côtière, et bien sûr, les impacts sur les biens et les personnes. Un autre cas de figure découle des marées hautes exceptionnelles, une combinaison entre une marée naturelle et un évènement météorologique. Les risques associés sont d'abord les inondations soudaines et les débordements de digues. Plus récemment, on constate des submersions progressives liées à la montée du niveau de la mer. Les risques majeurs portent alors sur la diminution des zones habitables, le recul du trait de côte et la disparition ou modification de certains écosystèmes. Sur un plan plus technique, plusieurs types de submersion sont possibles :

• Submersion par débordement (le niveau de la mer passe la crête de l’ouvrage)
• Submersion par franchissement par paquet de mer
• Submersion par rupture de l’ouvrage (performance structurelle de l’ouvrage)

Est-ce que le réchauffement climatique impacte ces phénomènes et si oui, comment ?

Oui, le dérèglement climatique amplifie ces phénomènes. Il a principalement deux impacts. D'abord, l'amplification de la fréquence et de l’intensité des submersions. La montée du niveau de la mer rend le littoral plus vulnérable aux surcotes et à l’érosion. Il est également à l'origine de tempêtes plus intenses, et donc de submersions marines plus fréquentes et plus destructrices.

Pouvez-vous rappeler les mesures prises en place pour réduire les risques ?

Ces mesures impliquent plusieurs acteurs et se déclinent sur plusieurs points à la fois organisationnels et faisant appel à un outillage numérique entre autres. Les mesures structurelles reposent sur la surveillance et l'entretien des ouvrages de protection (suivi consigné dans un registre de surveillance), et la mise en place de solutions fondées sur la nature comme la restauration de dunes à Gâvres/Stole par exemple, et rechargement en sable sur certains sites.

Mesure d’amélioration des connaissances :

• Suivis mensuels de l’UBS (Université Bretagne Sud), via des profils topographiques effectués par mesure GPS et estimation des volumes sédimentaires plus des levés de drone pour comprendre le fonctionnement des sites au cours du temps
• Relevés terrain des hauteurs de sable en interne
• Observatoire photographique tous les 5 ans
• Sciences participatives (observatoire citoyen du littoral et stations coastSnap)
• Mise en place d’une astreinte décisionnelle et d’une veille météorologique. Le cas échéant, alerte des communes concernées et du Directeur Général Adjoint d’astreinte. Visite préventive sur site avec constatation des désordres et visite post tempête des ouvrages océaniques.

Outil de planification : Stratégie du Programme d’Études Préalable à l’élaboration d’un second PAPI (programme d'actions de prévention des inondations) sur les communes littorales de Lorient Agglomération :

• Poursuivre et développer la connaissance et la culture commune des risques d’inondation,
• Développer un aménagement durable des secteurs soumis aux inondations et aux submersions marines,
• Protéger les populations face aux risques littoraux et développer les techniques de protection douce contre la mer,
• Anticiper les événements par surveillance et une gestion optimisée des crises.

En quoi le numérique (capteurs, l'IA ...) peut-il améliorer la prévention et la gestion de ces crises ?

La dernière génération de capteurs et les réseaux radio déjà éprouvés comme le LoRaWAN permettent d'apporter de nouvelles informations sur ces phénomènes. Nous travaillons avec une entreprise bretonne pour les capteurs, des objets connectés qui n'existaient pas jusqu'à présent. Dans ce but, cette entreprise (Watteco) a mis au point quatre nouveaux types de capteurs spécialement dédiés au milieu marin.

Le premier, baptisé Alt'o, disponible depuis le premier trimestre 2025, permet de mesurer la hauteur d'eau grâce à un radar intégré de 61 GHz. Cette technologie permet de mesurer la hauteur d'eau entre 30 cm et 8 m avec une précision de plus ou moins 10 mm. Les données sont envoyées via LoraWAN a un prestataire spécialisé. Elles sont ensuite analysées dans le cadre de notre projet pour améliorer les connaissances.

Un deuxième capteur, également conçu et fabriqué dans un objectif de recherche, a pour but de mesurer la hauteur de sable. Ce qui devrait permettre de mieux comprendre l'ensablement et plus globalement l'évolution de la hauteur de sable en fonction de la météo et d'autres facteurs. Il est enfoui sous deux mètres de sable, relié par câble à un émetteur chargé d'envoyer les données via LoraWAN. Il embarque un capteur de contrainte totale et un capteur de pression interstitielle pour déterminer la hauteur de sable et ses variations. Sa technologie complexe et son coût le réservent à des fins de recherche ou pour des cas d'usage où des motifs économiques le justifient.

Le troisième, Fissur'o, a vocation à surveiller les fissures sur les ouvrages d'art marins, comme les quais, par exemple.

En cours de développement, le quatrième est un houlographe. Il mesure la houle, les vagues, et il est chargé d'identifier les variations de hauteur de cette houle, les vitesses et le sens du courant. Parce qu'il génère plus de données, les liens radio seront basés sur de la 4G ou du LTE-m. Tous ces capteurs ont été conçus spécifiquement suite à un appel d'offres. Ils alimentent et alimenteront un référentiel de données. Le résultat attendu est un meilleur suivi et une meilleure analyse des phénomènes, mais aussi et surtout une capacité à créer un modèle prédictif qui nous permet de précisément déterminer quels seront les sites impactés en fonction de la conjonction des phénomènes météorologiques, climatiques et océanographiques. Ce qui se décline sur quatre points :

• Agir par anticipation et non en réaction aux risques.
• Effectuer des modélisations prédictives des évènements tempétueux (houle, sens des vagues, etc..)
• Diffusion automatisée des alertes lorsqu’un seuil critique est atteint
• Mise en œuvre d’un tableau de bord avec des données en temps réel

Comment mettre en oeuvre ce type projet (organisation, financement...) ?

Dans notre cas, mais c’est aussi très souvent le cas pour d’autres territoires, le suivi du trait de côte fait partie de notre compétence en prévention des inondations. Il est réalisé en partenariat avec des laboratoires universitaires et bénéficie aussi d’un réseau structuré de territoires côtiers au niveau français et européen.

Pour accélérer notre capacité à collecter de la donnée sur les systèmes côtiers, nous avons privilégié un mode d’organisation en consortium entre un territoire (Lorient Agglomération), un laboratoire universitaire et la société Watteco, qui développe et fabrique des capteurs, afin de s’appuyer sur l’expertise et les compétences de chacun des membres. Cette entreprise est locale et les capteurs sont fabriqués en France de A à Z.

En termes de financement, nous avons pu nous appuyer sur l'appel à projets « Territoires intelligents et durables », lancé dans le cadre du programme France 2030, et opéré par la Banque des Territoires. Ce financement nous permet d’étudier la conception de nouveaux capteurs durcis et économes et ensuite de les déployer sur tous les sites concernés.

Sur le plan opérationnel, ces capteurs ont été conçus ou sont en cours avec une autonomie prévue de plusieurs années. Exemple : les piles du houlographe devraient durer entre 5 et 14 années. Cette large fourchette est liée au volume des données envoyées, variable par nature parce qu'elle dépend de la houle et de ses variations. Dans le même esprit de durabilité, ce houlographe attaché à une ancre est conçu pour être retrouvé en cas de perte de son amarrage à l'ancre de la bouée et également en cas de problème d'alimentation.

Comment choisir matériel et prestataires ?

Notre projet s’articule en deux volets, un volet R&D, pour lequel cette question ne s’applique pas et un volet déploiement où il est impératif de passer par une commande publique et de s’appuyer à la fois sur un intégrateur et une entreprise en capacité de réaliser des travaux en milieu fragile (littoral, étangs côtiers…)