Brise-lames vivants

Une combinaison parfaite de barrières innovantes permet de désamorcer la puissance des ouragans

Des brise-lames futuristes protègent les rivages et les écosystèmes contre les super-tempêtes.

En 2012, l'ouragan Sandy frappe la ville de New York et le cordon d'îles qui longe les rives du New Jersey. Résultats : une facture pour l'État de 32 G$, dont 19 G$ pour les dommages infligés à la ville de New York elle-même, plus de 200 personnes ont perdu la vie le long de la trajectoire de l'ouragan entre les Caraïbes et les États du Nord, et l'impact sur l'environnement a été par ailleurs incommensurable.

Les super-tempêtes qui s'abattent avec furie sur le littoral du monde entier sont devenues 3 fois plus fréquentes qu'elles ne l'étaient il y a 100 ans. On prévoit que leur fréquence et leur intensité vont continuer à augmenter avec la progression des changements climatiques.

Selon Andrew Cornett, chercheur principal au Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial du Conseil national de recherches du Canada (CNRC), cette nouvelle donne environnementale nécessite la mise en place de systèmes créatifs de défense contre ces phénomènes qui servent plusieurs fonctions. « Nous devons repenser la manière dont nous concevons la protection et la résilience du littoral, explique-t-il. Nos récents essais sur de nouvelles barrières de protection indiquent qu'elles possèdent un fort potentiel d'atténuation des risques ».

À la suite du désastre de l'ouragan Sandy, le ministère du Logement et du Développement urbain (HUD) des États-Unis a lancé le programme « Rebuild by Design » pour consolider les systèmes de protection en prévision des tempêtes à venir. Un système d'un mile de long constitué de brise-lames « écorefuges » est proposé pour une implantation dans la baie Raritan, au large de l'île Staten. Ces barrières inspirées des récifs naturels protègent contre les vagues et la montée des eaux et offrent également un habitat accueillant pour les animaux marins, en particulier aux huîtres qui ont fait jadis la célébrité de la baie Raritan. Ces brise-lames vont s'étendre d'eux-mêmes au fur et à mesure que les huîtres vont se reproduire et former de nouvelles colonies par-dessus les anciennes coquilles. De tels bancs d'huîtres contribuent aussi à épurer l'eau : une huître adulte peut en effet filtrer jusqu'à 190 litres d'eau par jour et la débarrasser de ses polluants et de ses éléments nutritifs indésirables.

Essais de nouveaux brise-lames innovants

Avant de lancer la construction puis la mise en service des brise-lames, les différents concepts proposés au HUD par diverses sociétés ont dû être testés. C'est Arcadis, un cabinet de conseil international, qui a effectué les premières analyses par modélisation numérique de l'effet de ces structures sur les vagues, les courants et le transport des sédiments. Selon Joe Marrone, directeur régional du programme d'étude de la résilience du littoral et des villes au sein d'Arcadis, le système de brise-lames proposé par SCAPE offrait un certain nombre de nouvelles caractéristiques qui n'ont pas été bien comprises d'emblée. « Nous avons donc décidé de tester le concept à l'aide d'un programme de modélisation. »

Après avoir sollicité des offres auprès de plusieurs groupes de recherche, Arcadis a choisi le CNRC pour sa remarquable réactivité et ses installations de haut niveau, en particulier, son bassin à houle côtière. « Les chercheurs du CNRC ont construit des maquettes en 3D du brise-lames pour évaluer ses performances, continue M. Marrone. Ils ont notamment reproduit les pierres de carrière et les blocs de béton disposés de manière à retenir l'eau à marée basse puis ils ont évalué l'efficacité des structures en conditions hydrauliques turbulentes. »

Dans certains cas, ces travaux de recherche ont confirmé l'efficacité des concepts. Dans d'autres cas, lorsque la modélisation a montré que les concepts ne fonctionnaient pas comme prévu, Arcadis a pu les ajuster directement dans le laboratoire du CNRC. « La modélisation physique effectuée par le CNRC nous a permis d'acquérir une solide confiance à l'égard du concept proposé », ajoute-t-il. Les données obtenues dans le cadre de ces essais ont été utilisées pour optimiser et soutenir la conception finale et obtenir les permis nécessaires à la construction.

Une évolution radicale des systèmes de défense contre les tempêtes

De nombreuses communautés au Canada et partout ailleurs dans le monde font face aux mêmes défis que ceux de l'État de New York. L'ouragan Sandy a ainsi apporté d'importantes précipitations ainsi que des vents violents et même de la neige jusqu'en Ontario, au Québec et dans les Maritimes.

Ce que les équipes de recherche et de conception ont appris dans le cadre du projet sur les brise-lames écorefuges peut être appliqué à d'autres sites et les retombées bénéfiques de ces travaux sont multiples. Tout en s'opposant à l'action des super-tempêtes, ces structures protègent les communautés du bord de mer et permettent d'implanter à nouveau de précieux habitats. La sécurisation du littoral permet également de mettre en place des activités de loisir et de découverte destinées aux résidents.

« Nos équipes multidisciplinaires de chercheurs, d'ingénieurs et de technologues travaillent sans relâche à la mise au point de solutions qui permettront d'améliorer la résilience des côtes canadiennes, conclut M. Cornett. Ces solutions nous aideront à gérer les risques liés à l'érosion et à la montée des eaux auxquels doivent faire face aussi bien les milieux naturels que les résidents. » Et cela pourrait faire naître une accalmie dans la tempête.