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Projet VIMERS : une typologie des tempêtes bretonnes pour prévoir l’impact des tempêtes à venir et mieux s’y préparer

Authors:
  • Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l'Energie, Paris, France
XIIIèmes Journées Nationales Génie Côtier Génie Civil
Dunkerque, 2-4 juillet 2014
DOI:10.5150/jngcgc.2014.102 © Editions Paralia CFL
disponible en ligne http://www.paralia.fr available online
Projet VIMERS : une typologie des tempêtes bretonnes pour
prévoir l’impact des tempêtes à venir et mieux s’y préparer
Amélie ROCHE 1, Franck BARAER 2, Hervé LE CAM 2, Thumette MADEC 2,
Sophie GAUTIER 2, Gwénaële JAN 3, David GOUTX 2
1. Cerema Direction technique Eau, mer et fleuves,
Technopôle Brest Iroise, 155, rue Pierre Bouguer, BP 5, 29280 Plouzané, France.
Amelie.Roche@cerema.fr
2. Météo-France Direction interrégionale Ouest,
BP 49139, 35091 Rennes Cedex 9, France.
franck.baraer@meteo.fr ; herve.lecam@meteo.fr ; thumette.madec@meteo.fr ;
sophie.gautier@meteo.fr ; david.goutx@meteo.fr
3. Service Hydrographique et Océanographique de la Marine,
13 Rue de Châtellier, 29200 Brest, France.
gwenaele.jan@shom.fr
Résumé :
Parmi les tempêtes, les "vimers", concomitances d’un passage dépressionnaire et d’une
marée haute, constituent des conditions probables, propices aux submersions marines.
La Direction interrégionale Ouest de Météo-France, le Cerema (ex-Cetmef) et le Shom
ont uni leurs efforts pour étudier les tempêtes menaçant le littoral breton et tenter de
déterminer des événements extrêmes, dont on pourrait ensuite déduire les paramètres
hydrodynamiques pour l’étude des risques de submersion marine liés à des vimers. Une
documentation approfondie des tempêtes historiques a été produite à partir de données
d’archives numériques ou manuscrites et de réanalyses numériques. Cette description
des tempêtes a permis d’établir une typologie propre au littoral breton et d’identifier, au
sein de chaque famille, la ou les tempêtes les plus représentatives, ainsi que les
événements plus "atypiques". Enrichir la connaissance des données du passé doit
permettre d’analyser et reconnaître des cas semblables passés, de les rapprocher de
manière robuste aux tempêtes récentes ou celles en prévision à courte échéance. La
conjonction la plus juste possible entre la météorologie, la houle, la marée et la surcote
permettra de rédiger des fiches-tempêtes synthétiques s’inscrivant dans la démarche
d’amélioration de la gestion des risques de submersion marine et la vigilance vagues-
submersion de Météo-France.
Mots-clés : Tempêtes historiques, Tempêtes fictives, Submersion marine.
1. Introduction
Lancé en parallèle d’un atlas des risques littoraux bretons en 2012, le projet VIMERS
(GOUTX et al., 2014) vise en premier lieu à établir un historique documenté, quasi-
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Thème 7 Risques côtiers
exhaustif, des tempêtes connues pour avoir touché le littoral breton et à fournir des
éléments de forçages atmosphérique et océanique nécessaires à la caractérisation des
aléas côtiers (submersion marine essentiellement). VIMERS est placé sous le pilotage
conjoint de la DREAL et de la Région Bretagne. Une première phase de l’étude
(BARAER et al., 2013) s’attache à la définition et la simulation de scenarii de tempêtes
fictives mais probables pouvant occasionner des dommages non observés jusqu’alors
sur la côte bretonne. À partir de l’analyse des caractéristiques des tempêtes passées,
l’objectif est ainsi de déterminer des signatures particulières de tempêtes
potentiellement "à risque" et de fournir des éléments d’aide à la décision pour la
préparation à l’alerte et à la gestion de crise. Cette étude associe les trois établissements
publics français de référence sur la connaissance des phénomènes météorologiques et
hydrodynamiques marins. Cet article illustre l’apport du développement de la
connaissance des événements passés pour mieux appréhender l’avenir au travers de la
valorisation des fiches tempêtes réalisées et de leur typologie obtenue par l’analyse
statistique de critères de caractérisation de ces tempêtes bretonnes.
2. Recensement des tempêtes historiques ayant touché le littoral breton
L’objet météorologique "tempête" n’est pas clairement défini, le plus souvent assimilé à
une perturbation atmosphérique qui comprend des variations de pression atmosphérique
et de vent suffisantes pour provoquer de quelques dégâts matériels à des disparitions
dramatiques. Deux domaines apportent des éclairages pour cette notion : (i) la
météorologie des régions tropicales et subtropicales, qui distingue les "tempêtes
tropicales" des "cyclones" et (ii) la météorologie marine, qui distingue, selon l’échelle
Beaufort, les tempêtes (force 10 à 11 i.e. des vents moyens de 24 m/s à 32,5 m/s), et les
ouragans (force 12). SCHOENENWALD (2013) a mené un inventaire des tempêtes
ayant frappé l’Europe du Nord depuis 1850, à partir de paramètres météorologiques
représentatifs trouvés dans les bulletins météorologiques quotidiens (BQR puis BQE),
débouchant sur une description à chaque date de tempête de la situation synoptique
pointée. Pour le projet VIMERS, une méthode de sélection automatique des événements
passés a été développée par Météo-France afin d’identifier, sur des bases similaires, les
dates de tempêtes ayant touché le littoral breton à partir des mesures disponibles depuis
1950 dans la base de données climatologiques (BDCLIM) de Météo-France pour une
vingtaine de stations des sémaphores. Les données y sont archivées numériquement au
pas de temps tri-horaire entre 1946 et 1992, puis au pas de temps horaire. La zone
d’étude est découpée en 3 secteurs distincts : côte nord (de la pointe de la Hague à la
pointe de Penmarch), côte sud (de la pointe du Raz à la pointe de Chassiron) et pointe
bretonne, zone de chevauchement de l’île de Batz à l’île de Groix.
Des critères de seuil spécifiques à chaque secteur ont été définis tenant compte :
a) pour toutes les côtes : de vents moyens horaires (moyenne sur 10 minutes) supérieurs
à 22 m/s sur plus de 50% des stations dans un secteur de directions du vent donné lié
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à l’orientation des côtes (d’ouest à nord-est pour la côte nord, toutes directions pour la
pointe ou de sud-est à ouest pour la côte sud) ;
b) uniquement pour la côte sud : de la pression réduite au niveau de la mer inférieure ou
égale à 990 hPa et de la hausse barométrique sur les 3 heures précédant l’observation
supérieure ou égale à 5 hPa sur au moins 50% des stations.
Ces critères résultent d’un compromis permettant de prendre en compte un maximum de
dates de tempêtes ayant concerné la Bretagne, le critère de pression n’étant pas pertinent
partout. 304 dates-critères, liées ou non à la même "tempête", ont ainsi été identifiées
entre janvier 1950 et février 2014 (figure 1). Seules les dates après 1979, pour lesquelles
les réanalyses ERA-INTERIM du Centre Européen de Prévision existent, ont été
étudiées dans le détail. 5 événements antérieurs, bien documentés du point de vue
météorologique et renseignés dans la base de données des événements marquants
(BDEM) de Météo-France, ont quand même aussi pu être joints à cette liste. Ces dates
ont été analysées sur un pas de temps permettant de décrire la trajectoire de déplacement
du centre actif, avec une précision estimée de l’ordre du degré de latitude et de
longitude. À ces événements météorologiques ont été ajoutées des dates de tempêtes
issues des critères de hauteur de niveau marin, hauteur d’états de mer mais aussi de
dégâts causés à la côte, identifiées par le SHOM et le Cerema. En tout, 437 événements
météo-marins ont ainsi été répertoriés entre janvier 1950 et février 2014 et plus de 750
entre 500 et décembre 1949. Près d’un tiers de ces événements météorologiques récents
(environ 160) ont fait l’objet d’une "fiche-tempête" synthétique, décrivant :
a) les paramètres météorologiques : situation générale, trajectoire de l’événement,
description du champ de pression et de vent et des cumuls de précipitations ;
b) les paramètres hydrodynamiques : niveaux marins enregistrés, états de mer ;
c) et un inventaire des dégâts connus à la côte et à terre.
Figure 1. Nombre de dates correspondant à des événements météorologiques
susceptibles de provoquer des submersions marines en Bretagne par recherche
automatique sur des critères de vents et pression entre janvier 1950 et février 2014.
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Thème 7 Risques côtiers
3. Analyse des tempêtes bretonnes historiques et définition d’une typologie
3.1 Paramètres descriptifs des tempêtes historiques
Chacun des événements météorologiques indépendants, survenus entre 1979 et avril
2012 et des 5 antérieurs bien documentés (147 au total), a été caractérisé dans une base
de données composée de 2 types de variables concernant :
a) l’ensemble de l’événement : localisation des points initial et final, longueur de la
trajectoire, durée totale de l’événement, pression minimale et déplacements moyen et
maximal du centre dépressionnaire (composantes de vitesses U et V, provenance,
module de vitesse, secteur de déplacement) et moyenne des modules de déplacement ;
b) chaque date-critère de l’événement : pressions minimales du centre dépressionnaire et
sur la zone, forces du vent maximales sur les côtes sud et nord, distance du centre
dépressionnaire à la pointe de Crozon, à l’estuaire de la Loire et à Jersey au moment
du minimum de pression sur la région, déplacement du centre dépressionnaire (U, V,
provenance, module et secteur) au moment du minimum de pression. Ainsi, avec la
date et l’heure, chaque événement tempétueux est représenté par 32 paramètres, à
partir desquels plusieurs typologies des tempêtes ont été testées.
L’intérêt de parvenir à une typologie des tempêtes était de permettre d’une part
d’identifier des éléments "typiques" voire "atypiques" et d’autre part d’en expertiser la
dangerosité vis-à-vis des risques littoraux.
3.2 Analyse statistique des tempêtes
La procédure de classification mise en œuvre fait intervenir deux méthodes statistiques
de classification classiques souvent utilisées ensemble, car complémentaires : la
classification hiérarchique ascendante -CAH-, utilisant ici la distance euclidienne et le
critère de Ward pour l’agrégation, et le partitionnement par la méthode des "k-means"
(méthodes présentées par exemple dans SAPORTA, 2006). La méthode dite "des
formes fortes" vient terminer la procédure : elle consiste à identifier tous les événements
tempêtes qui ont été classés ensemble dans plusieurs classifications "k-means" pour un
nombre de classes fixé et ainsi de repérer des groupes relativement stables (les formes
fortes). Les événements tempêtes restants sont ensuite classés dans la forme forte la plus
proche avec une dernière classification "k-means", ce qui permet également de s’assurer
de la stabilité des regroupements. Deux types de prétraitement des variables ont été
testés. Pour le premier, toutes les variables sont centrées et réduites et donc affectées du
même poids ; elles sont parfois plus ou moins corrélées entre elles. Pour le second, une
analyse factorielle multiple est appliquée, permettant d’obtenir uniquement des
variables non corrélées entre elles et de les affecter de poids éventuellement différents.
La classification finalement retenue correspond au premier type et utilise les variables
suivantes : localisation (latitude et longitude) du point initial et du point final, pression
minimale du centre dépressionnaire à la date-critère de l’événement et déplacement
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moyen (Umoy,Vmoy) pendant tout l’événement. Des tests de stabilité de la classification et
une analyse experte ont permis de retenir un nombre de 7 classes de tempêtes. Au final,
85% des événements tempétueux se trouvent classés dans 7 formes fortes. Les
événements restants sont placés dans la forme forte la plus proche.
3.3 Typologie des tempêtes bretonnes
Les 7 classes obtenues comprennent des effectifs assez homogènes (entre 16 et 28
événements tempétueux) et semblent relativement stables après la dernière classification
kmeans. Parmi les 7 variables utilisées, celles ayant le plus contribué sont la
composante méridienne du déplacement moyen (Vmoy), la longitude de départ et la
latitude d’arrivée. La description des classes de tempêtes fait état :
a) pour la classe 1 (19% des cas), de trajectoires de tempête axées OSO/ENE, les plus
rapides et les plus longues, débutant très à l’ouest et très au sud et se terminant bien à
l’est ; elles passent assez près de la région Bretagne et font partie des tempêtes ayant
le plus de vents de vitesse supérieure à 11 (échelle Beaufort) ; on retrouve par
exemple dans cette catégorie Lothar (26/12/1999) ou Joachim (16/12/2011) ;
b) pour la classe 2 (13,5% des cas), des trajectoires de tempête débutant très à l’ouest et
restant assez nord, les plus longues et de pressions les plus creuses, générant
d’importants états de mer, comme lors de la tempête Johanna du 10/03/2008 ;
c) pour la classe 3 (13,5% des cas), des trajectoires de tempête d’orientation N/S très
marquée (voire NE/SO), les plus courtes en longueur et en durée, avec les pressions
les moins basses et le moins de vents de vitesse supérieure à 11 (échelle Beaufort) ;
d) pour la classe 4 (14% des cas), des trajectoires de tempête orientées ONO/ESE à
composante nord, avec des déplacements rapides et passant près de la région (proches
de Jersey et de l’estuaire de la Loire), notamment le cas de Martin (27/12/1999) ;
e) pour la classe 5 (13% des cas), des trajectoires de tempête débutant un peu moins
ouest que la moyenne mais très au nord et se terminant très à l’est, plutôt courtes en
longueur et circulant dans l’ensemble très loin de la région et lentement ;
Figure 2. Projection des événements tempétueux sur le premier plan factoriel (à
gauche) et zoom des classes 2, 5 et 6 sur le plan P3,4 (à droite).
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Thème 7 Risques côtiers
f) pour la classe 6 (16% des cas), de trajectoires de tempête de composante sud
marquée, plutôt courtes en longueur et circulant dans l’ensemble très près de la région
(en particulier de la pointe de Crozon) avec les pressions les plus basses sur la région
mais des vitesses de vent pas nécessairement excessives (classe avec le plus de vents
de moins de 10 Beaufort), ce qui n’exclut pas pour certaines tempêtes de cette classe
des vents de 11 Beaufort et plus sur la côte sud, comme dans le cas des exemples
marquants du 15 octobre 1987 et du 6 juillet 1969 ;
g) et pour la classe 7 (11% des cas), de trajectoires de tempête de composante sud assez
marquée, se terminant très au nord et sur le proche ouest et passant donc finalement
assez loin de la Bretagne. Cependant les centres dépressionnaires sont les plus
"creux", ceux qui engendrent des vents de plus de 11 Beaufort.
4. Critique de la typologie obtenue et recherche de clones historiques
Les événements récents de décembre 2013 à février 2014 ont rappelé à la Bretagne son
exposition aux risques littoraux. Sur 7 événements survenus dans cette période
répondant aux critères de la typologie, les 6 premiers sont de classe 1 (trajectoire Sud-
ouest/Nord-est de l’Atlantique aux îles britanniques) alors que le dernier, le 28 février
(Andrea), est de classe 3 (trajectoire de l’Irlande vers le centre de la France). Malgré les
dégâts constatés ces derniers mois, il faut garder en mémoire qu’on a encore échappé au
pire : tous les facteurs aggravants (fortes vagues, tempête, forte marée et surcote
importante) n’ont heureusement jamais été réunis lors de cette période agitée. Reste que
cette "série de tempêtes" n’est pas intégrée à ce jour dans la typologie proposée, qui
considère chaque événement comme étant indépendant des autres. Pourtant le littoral et
les ouvrages côtiers subissent des attaques répétées et quasi-continues, ne laissant pas
un temps suffisant pour la résilience. Cette succession de tempêtes s’est pourtant déjà
produite lors de l’hiver 1990 provoquant aussi de nombreux dégâts à la côte ; les 13
tempêtes identifiées sur la période relèvent essentiellement des classes 7, 1 et 6 et
avaient globalement des vents plus forts (vitesses maximales atteintes) et des pressions
plus faibles. Cependant, ces tempêtes n’étaient pas concomitantes avec des marées de
vives-eaux équinoxiales ; seule une tempête renseignée correspondait à un coefficient
de marée supérieur à 100. Les travaux à venir examineront la possibilité de traduire
physiquement et "météorologiquement" cette dépendance de tempêtes successives et
d’intégrer les autres paramètres hydrodynamiques et de dégâts côtiers dans l’analyse de
la typologie.
Un autre axe de développement concerne l’amélioration de la comparaison automatique
des signatures de tempêtes. En effet, la tempête Martin, tristement célèbre pour avoir
provoqué un incident nucléaire de niveau 2 à cause d’une inondation à la centrale
nucléaire du Blayais, a traversé la Bretagne et la France en se creusant le 27 décembre
1999 dans l’après-midi et la soirée mais (figure 3, haut) en se déplaçant très vite.
Pendant l’événement, le vent souffle très fort avec un maximum enregistré de 151 km/h
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à Belle-Ile et une pression atmosphérique minimale de 966 hPa sur Rennes. À l’époque,
faute de connaissance suffisante du passé, on pouvait légitimement parler de phénomène
"jamais vu". Pourtant, les 8 et 9 janvier 1924, une dépression assez similaire en intensité
et trajectoire avait longé la côte sud de la Bretagne. Les journaux de l’époque (Ouest
Éclair, La Croix, Le Phare de la Loire) faisaient état de plusieurs victimes et de
nombreux dégâts matériels : ouvrages portuaires démolis, nombreuses submersions
dans le Finistère, le Morbihan et en Vendée et fort recul du trait de côte en Vendée.
L’analyse fine des observations météorologiques de l’époque récemment "exhumées"
permet de reconstituer fidèlement la trajectoire de la dépression (figure 3, bas). On
remarque une certaine similitude entre ces deux tempêtes notamment en termes de
trajectoire. Il est donc primordial de garder en mémoire les caractéristiques de ces
événements anciens pour montrer qu’ils sont plausibles puisque déjà survenus et de les
mettre à disposition des différents acteurs de la vigilance vagues-submersions. Les
impacts à la côte dépendront bien sûr du croisement avec les paramètres
hydrodynamiques (niveaux marins, vagues) et pourront être différents malgré un
phénomène météorologique globalement similaire.
Figure 3. Situation générale (pression-mer) lors des événements du 27 décembre 1999
(en haut) à 12h et 18h UTC et des 8 et 9 janvier 1924 (en bas) à 18h UTC puis à 4h, 7h
et 12h UTC, expertisée par Météo-France à partir des observations et des BQE.
5. Conclusion
À travers cette documentation précise du passé, l’analyse des tempêtes historiques
bretonnes permet d’améliorer sensiblement la gestion des risques littoraux et en
particulier le dispositif de vigilance vagues-submersions. Elle rappelle que certains
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Thème 7 Risques côtiers
phénomènes dits "extrêmes" se sont déjà produits, sont très biens décrits dans la
littérature et pourraient très bien se reproduire à l’avenir, dans des configurations
potentiellement plus défavorables. Ce travail a permis de (re)mettre en lumière certains
épisodes critiques, plus ou moins oubliés, notamment la tempête du 6 juillet 1969 et
"l’ouragan" du 15 octobre 1987, événements soudains et violents, qui ont fortement
éprouvé la Bretagne, avec respectivement une trentaine et une quinzaine de victimes.
L’ouragan de 1987 détient notamment le record de minimum de pression enregistré à
l’observatoire météorologique de Brest avec 948 hPa et une surcote instantanée
maximale de l’ordre de 1,50 m à Brest, obtenue peu de temps après la marée haute mais
lors d’un coefficient faible (30). L’histoire nous amène à penser que même si nous
avons heureusement échappé "de peu" à des phénomènes dramatiques, il faut nous
préparer à s’y confronter car leur probabilité de survenance est loin d’être nulle. Ce
travail sera prochainement complété par des analyses de scenarii de tempêtes fictives,
mélangeant champs de vent et pression importants mais probables, car issus de tempêtes
réelles, à des conditions marégraphiques défavorables (pleine mer de vives-eaux) pour
améliorer notre connaissance des conséquences possibles de ces vimers. Ces
simulations pourront être exploitées dans le cadre de la cartographie de l’aléa extrême
de la Directive Inondations. Certaines questions scientifiques liées à la probabilisation
des événements fictifs mais plausibles simulés restent à ce jour en suspens pour pouvoir
intégrer ces niveaux marins, surcotes et états de mer dans les calculs statistiques
d’évaluation des extrêmes.
6. Remerciements
L’équipe-projet remercie la DREAL et la Région Bretagne qui soutiennent et pilotent
activement le projet, ainsi que les partenaires proches que sont l’IRSN et EDF R&D qui
apportent leur éclairage sur la représentativité des tempêtes fictives et les possibilités
statistiques d’évaluation des extrêmes. Ces partenaires seront plus amplement mobilisés
lors de la phase 2 du projet VIMERS qui appréhendera la vulnérabilité des territoires.
7. Références bibliographiques
BARAER F, LE CAM H., MADEC T. (2013). Étude des tempêtes menaçant le littoral
breton. Rapport d’étude VIMERS 0. Météo-France.
GOUTX D., BARAER F., ROCHE A., JAN G. (2014). Ces tempêtes extrêmes que
l’histoire ne nous a pas encore dévoilées. La Houille Blanche, 2, pp 27-33.
http://dx.doi.org/10.1051/lhb/2014013
SAPORTA G. (2006). Probabilités, Analyse des données et Statistiques
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... Les tempêtes de l'hiver 2013-2014 ont été caractérisées dans la majorité des cas comme des évènements cycloniques très rapides, dont la trajectoire très longue débute à l'ouest- sud-ouest à 60° de longitude (40° à 47° de latitude) et se ter- mine à l'est-nord-est au niveau du Danemark, entre 50° et 58° de latitude. Ces dépressions sont le plus souvent accompa- gnées de vents très violents supérieurs à 11 Beaufort ( Roche et al., 2014). Elles sont qualifiées de dépressions météorolo- giques à cyclogénèse intense, ou « bombe » ( Betts et al., 2004). ...
... Toutefois, c'est surtout la répétition de ces épisodes tempétueux qui a fortement marqué la période hi- vernale écoulée. Il faut remonter à l'hiver 1989-1990 pour connaître une telle fréquence d'évènements tempétueux (McCallum et Norris, 1990 ;Betts et al., 2004 ;Caspar et al., 2007 ;Roche et al., 2014). En effet, entre la mi-décembre 1989 et la fin février 1990, pas moins de 15 tempêtes ma- jeures avaient touché la pointe bretonne ; le mois de février avait été le plus tempétueux (McCallum et Norris, 1990). ...
Article
Full-text available
Between December 2013 and March 2014, a cluster of about 12 storm events hit the coast of Brittany with an exceptional frequency. It was in February that these storm events were the most frequent and particularly virulent. The significant wave heights measured off Finistère reached respectively 12.3 m and 12.4 m during Petra and Ulla storms on February 5 and 14. However, analysis of hydrodynamic conditions shows that only three episodes promoted extreme morphogenetic conditions because they were combined with high spring tide level. The first one occurred on January 1rst to 4, it was followed by events from February 1rst to 3, and March 2-3. During these three extreme events observed tide levels were above highest astronomical tide level (HAT). Maximum surge level (0.97m) was reached during Ulla storm of February 14-15. For comparison, we must go back in the winter of 1989-90 to find such extreme storm frequency. High frequency topomorphological measurements were achieved on more than ten coastal zones distributed around Brittany peninsula to assess the effects of these storms on shoreline erosion. They show that during the first phase (December-January), meeting it's climax from 1rst to 4th January 2014, shoreline erosion has been limited, with the exception of southern Brittany. This is due to the SW orientation of waves. For all monitoring sites, it has averaged -2.7m, the averaged minimum equal to 0.6m, and the averaged maximum at -6.20m. During the second phase from mid-January to mid-February, reaching it's climax on 1-2 of February storm corresponding to the most morphogenetic event of the winter, the average of shoreline retreat reached -4.2m, the averaged minimum reached approximately -1.5m, the averaged maximum -9.5m. It is essentially the Northern and Western coast of Brittany that experienced largest shoreline retreat due to W-NW storm wave orientation. During the third and last phase, running from mid-February to mid-March, and characterized by the March 2-3 extreme morphogenetic event, shoreline retreat was very low. It reaches -1m on average, for an averaged minimum of -0.6m and an averaged minimum of -1.9m. Considering the whole winter 2013-14 period, shoreline erosion for all monitoring sites reached -6.3m on average, with a minimum of about -0.2 m and a maximum of -30.1m. Depending on the type of environment, it appears that the dunes have retreated the most, followed by gravel or sandy barriers; the lowest erosion rates concern beaches backed by low cliffs cut in highly consistent materials such as periglacial deposits (head). Considering the three morphogenous episodes, the morphological response in terms of shoreline retreat of beaches and barriers was different. Storm occurring at the beginning of February induced the largest erosive rates partly explained by the large morphological sensitivity of beaches and barriers which were weakened by the previous storm events in the beginning of January. Conversely, the storm of March induced very few impacts. These elements show that there is no cumulative of storm effect attested. Over a long period marked by a cluster of storms, beyond a certain threshold in the shoreline retreat process, the erosive action of morphogenesis events is no longer significant, regardless of their intensity.
... Les tempêtes de l'hiver 2013-2014 ont été caractérisées dans la majorité des cas comme des évènements cycloniques très rapides, dont la trajectoire très longue débute à l'ouestsud-ouest à 60° de longitude (40° à 47° de latitude) et se termine à l'est-nord-est au niveau du Danemark, entre 50° et 58°d e latitude. Ces dépressions sont le plus souvent accompagnées de vents très violents supérieurs à 11 Beaufort (Roche et al., 2014). Elles sont qualifiées de dépressions météorologiques à cyclogénèse intense, ou « bombe » (Betts et al., 2004). ...
... Toutefois, c'est surtout la répétition de ces épisodes tempétueux qui a fortement marqué la période hivernale écoulée. Il faut remonter à l'hiver 1989-1990 pour connaître une telle fréquence d'évènements tempétueux (McCallum et Norris, 1990 ;Betts et al., 2004 ;Caspar et al., 2007 ;Roche et al., 2014). En effet, entre la mi-décembre 1989 et la fin février 1990, pas moins de 15 tempêtes majeures avaient touché la pointe bretonne ; le mois de février avait été le plus tempétueux (McCallum et Norris, 1990). ...
Article
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Between December 2013 and March 2014, a cluster of about 12 storm events hit the coast of Brittany with an exceptional frequency. It was in February that these storm events were the most frequent and particularly virulent. The significant wave heights measured off Finistère reached respectively 12.3 m and 12.4 m during Petra and Ulla storms on February 5 and 14. However, analysis of hydrodynamic conditions shows that only three episodes promoted extreme morphogenetic conditions because they were combined with high spring tide level. The first one occurred on January 1rst to 4, it was followed by events from February 1rst to 3, and March 2-3. During these three extreme events observed tide levels were above highest astronomical tide level (HAT). Maximum surge level (0.97m) was reached during Ulla storm of February 14-15. For comparison, we must go back in the winter of 1989-90 to find such extreme storm frequency. High frequency topomorphological measurements were achieved on more than ten coastal zones distributed around Brittany peninsula to assess the effects of these storms on shoreline erosion. They show that during the first phase (December-January), meeting it's climax from 1rst to 4th January 2014, shoreline erosion has been limited, with the exception of southern Brittany. This is due to the SW orientation of waves. For all monitoring sites, it has averaged -2.7m, the averaged minimum equal to 0.6m, and the averaged maximum at -6.20m. During the second phase from mid-January to mid-February, reaching it's climax on 1-2 of February storm corresponding to the most morphogenetic event of the winter, the average of shoreline retreat reached -4.2m, the averaged minimum reached approximately -1.5m, the averaged maximum -9.5m. It is essentially the Northern and Western coast of Brittany that experienced largest shoreline retreat due to W-NW storm wave orientation. During the third and last phase, running from mid-February to mid-March, and characterized by the March 2-3 extreme morphogenetic event, shoreline retreat was very low. It reaches -1m on average, for an averaged minimum of -0.6m and an averaged minimum of -1.9m. Considering the whole winter 2013-14 period, shoreline erosion for all monitoring sites reached -6.3m on average, with a minimum of about -0.2 m and a maximum of -30.1m. Depending on the type of environment, it appears that the dunes have retreated the most, followed by gravel or sandy barriers; the lowest erosion rates concern beaches backed by low cliffs cut in highly consistent materials such as periglacial deposits (head). Considering the three morphogenous episodes, the morphological response in terms of shoreline retreat of beaches and barriers was different. Storm occurring at the beginning of February induced the largest erosive rates partly explained by the large morphological sensitivity of beaches and barriers which were weakened by the previous storm events in the beginning of January. Conversely, the storm of March induced very few impacts. These elements show that there is no cumulative of storm effect attested. Over a long period marked by a cluster of storms, beyond a certain threshold in the shoreline retreat process, the erosive action of morphogenesis events is no longer significant, regardless of their intensity.
... (Breilh et al., 2014), in technical reports e.g. (Daubord et al., 2014;Roche et al., 2014) but also in historical archives is stored in a DB called 'Historic Storms and Floodings' which is managed by IRSN (French national public expert in nuclear and radiological risks). Created in 2015, the database has been developed as a PostgreSQL database (Giloy et al., 2018). ...
Book
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The 9th EuroGOOS International Conference on Expanding Europe's Ocean Observing and Forecasting Capacity, was held online and attended by over 500 people from over 40 countries around the world. The conference included a mix of keynote talks, panel discussions and thematic breakout sessions. The proceedings reflect the breakout programme of the event, while this conference statement, featured in the opening of the proceedings, builds on the consolidated reflections shared by the participants in the various sessions of the conference.
... (Breilh et al., 2014), in technical reports e.g. (Daubord et al., 2014;Roche et al., 2014) but also in historical archives is stored in a DB called 'Historic Storms and Floodings' which is managed by IRSN (French national public expert in nuclear and radiological risks). Created in 2015, the database has been developed as a PostgreSQL database (Giloy et al., 2018). ...
Conference Paper
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This study will give an overview of high-resolution Irish local scale models. The Irish Marine Institute implemented the Regional Ocean Modelling System (ROMS) to coastal waters on the west coast of Ireland. Out of the six models, details of three are presented. The models are: Connemara, Galway Bay and Bertraghboy Bay with most recent developments including the implementation of wetting/drying algorithm. Implementation of a realistic bathymetry for Connemara and Galway models wetting/drying algorithm has resulted in better validation against acoustic Doppler current profilers (ADCPs). The models implemented with a wetting and drying algorithm have shown better agreement against ADCPs.
... This event is associated with one of the strongest storms recorded along the French coast in recent decades (Bessemoulin, 2002) during a high astronomical tide. The atmospheric conditions of the event were described by Roche et al. (2014). Several marine floods occurred in northern Finistère (Cariolet, 2011). ...
Article
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This paper aims to analyze the shoreline changes of coastal accumulations (sandy and gravel beaches/barriers) of Brittany (Western France). Three long, medium, and short term spatio-temporal scale observations are taken into consideration for the assessment of shoreline dynamics at this regional scale. Firstly, the long-term shoreline position evolution is based on a comparison of two sets of aerial orthophotos (1949-1952 and 2006-2009). A total of 652 beaches were analyzed in order to map and quantify erosion (35% of the total studied coastline), stability (38%), and accretion (27%) over the last 60 years. In detail, these percentages vary significantly according to the beach/barrier morphologies (spits vs pocket beaches), sediment composition (sandy vs gravelly), and hydrodynamic context (exposed vs sheltered). Secondly, a pluri-annual (i.e., medium-term) shoreline change analysis based on five representative beaches was conducted. This analysis was also based on image processing using sets of aerial photos taken every five years over the last 60 years (1948-2013). Results show an alternation of significant erosion- and accretion-dominated periods (respectively EDP and ADP), with six main EDP (i.e., periods 1962-1968, 1977-1978, 1980-1985, 1987-1990, 1993-1997, and 2013-2014) related to an increase in the frequency of extreme water levels associated with storm events. Finally, the short-term change analysis based on high-frequency monitoring of 11 sites was carried out over the period 1998-2017. These surveys, based on field topo-morphological measurements, highlight the impact of five morphogenetic events associated with significant storm events: 1998-2000 (storms Lothar and Martin in December 1999), 2008 (storm Johanna on March 10, 2008), the winter of 2013-2014 (a cluster of storms in January, February, and March 2014), 2016 (storm Ruzica/Imogen on February 8, 2016) and 2018 (storm Eleanor on January 2, 2018). A relevant recovery phase, which took place between 2008 and 2012 due to the calm and cold winters, was also recognized. The identification of parameters involved in shoreline variations at these three timescales is important for future management options of the Brittany coast.
... Dès lors, la collecte et l'analyse d'informations historiques complémentaires apparaissent incontournables pour affiner l'estimation des aléas associés, en particulier la submersion marine, et ainsi améliorer la prévention des risques littoraux. Des travaux de recensement d'événements de tempêtes historiques et susceptibles d'avoir provoqué des submersions existent déjà mais sont principalement menés à échelle régionale, dans le cadre par exemple d'élaboration de plans de prévention de risques naturels (PPRN) ou de projets de recherches divers (ROCHE et al., 2014, PERET & SAUZEAU, 2014GARNIER & SURVILLE, 2012 ;…). A échelle nationale, le projet de la base de données historiques sur les inondations (BDHI) mené dans le cadre de la directive européenne inondation a pour vocation de recenser et décrire "les phénomènes de submersions dommageables d'origine fluviale, marine, lacustre et autres survenues sur le littoral français" sous forme de fiche Document ou de fiche Inondation (LANG & COEUR, 2014). ...
Article
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As instrumental records often cover only short time periods, historical information is the main source of data in order to extend natural disaster catalogs. This study aims to show the feasibility of quantifying extreme sea levels and skew surges during storm events by using historic documentary data. The documentary data related to the extreme events are often not freestanding enough to directly extract water levels and subsequently skew surge levels, and hence auxiliary information such as dike sketches was used to interpret the collected data. First a strategy for the reconstruction of historic levels is presented which implies an analysis on three different scales: (1) the data scale, (2) the quantification scale, and (3) the event scale. Strong hypotheses were made during the quantification processes of the historic water levels and skew surges. Therefore, the methodology also aims to trace the hypotheses taken for the surges reconstruction, to inform potential users about the different degrees of reliability of estimated values. Secondly, this strategy is applied on an existing database of storms and storm surges that occurred in Dunkirk in the north of France, which contains 75 events. Within this database the focus was set on surge events that hit Dunkirk between 1778 and 1846 and seven new skew surges were estimated for that period.
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**This paper offers an integrated analysis of the domino effects (cascading effects) between many risks in a same territory. For a général résilience, an innovative multi-risks analysis modelling "DPRC-R" is proposed to identify the multiple risks and their interactions in the urban areas. **Cet article porte sur la gestion des « effets domino » (ou en cascade) entre plusieurs risques sur un même territoire. Pour une résilience générale, cet article propose un modèle (innovant) d'analyses intégrées multirisques "DPRC-R" permettant d’identifier les risques multiples et leurs scénarios d'interactions en zones urbaines.
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he link between the shoreline changes and the variation of the meteo‑oceanic forcing of the Goulven Bay (north Brittany, France) is analyzed over a period of 70 years (1948‑2016). his analysis is based on a study of 7 km of shoreline changes by photo‑interpretation digital processing of 19 campaigns of aerial photographs (60 photos) and a DGPS ield measurement conducted in 2016. In parallel, the chronology of extreme water level combining surge and wave conditions at high tide water level, was reconstructed to deine the potential erosive phases over the period 1948‑2015. he statistical relationship between shoreline changes and these hydrodynamic conditions is evaluated from a confusion matrix that allows to deine the probability of relation between the two parameters. 5 potential erosive periods, characterized by a high frequency of extreme water level, are thus identiied: 1961‑1968, 1978‑1980, 1982‑1990, 1993‑2005, 2013‑2016. Morphological analysis shows that the response of the shoreline to these hydrodynamic forcing varies according to the sectors of the studied coastal zone. If the evolution of the Keremma beach shows a high statistical relation with the frequency of extreme water levels, the spits of Pen ar C’hleuz and Kernic, as well as the beaches of Lanévez and Saint‑Gouévroc, evolve under the inluence of anthropogenic forcing and/or under the inluence of local processes related to the morphological context of the shoreface.
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