Le sable dragué : solution fondée sur la nature de lutte contre l'érosion côtière

Doté du plus long littoral du monde, le Canada est exposé à un risque élevé d'inondations, d'ondes de tempête et d'érosion en raison des changements climatiques. Pour protéger les zones côtières et les collectivités, le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial du CNRC se penche sur les solutions fondées sur la nature, au-delà des digues et des brise-lames traditionnels, pour renforcer la résilience côtière.

En 2019, la CB Wetlands & Environmental Specialists (CBWES) (en anglais seulement), une entreprise du Canada atlantique spécialisée dans la restauration des zones humides côtières, a été chargée par le programme des Ports pour petits bateaux de Pêches et Océans Canada de concevoir et de surveiller un projet de préservation de l'habitat du pluvier siffleur sur la flèche littorale de Chiasson Office, près de Shippagan, au Nouveau-Brunswick. Le pluvier siffleur est un petit oiseau de rivage qui niche et se nourrit le long des plages côtières de sable et de gravier. Ce projet découle du projet de dragage du goulet de Shippagan et de construction d'un brise-lames, qui a modifié d'importantes portions de la flèche pour réduire les risques pour la navigation. La CBWES a proposé de restaurer l'habitat perdu en utilisant des techniques fondées sur la nature et a piloté le premier projet canadien de moteur de sable fondé sur la réutilisation des matériaux dragués.

Le CNRC, en partenariat avec l'Université Saint Mary's (en anglais seulement), utilise actuellement des outils de modélisation numérique pour déterminer l'efficacité de cette méthode. L'objectif est de valider, de démontrer et d'améliorer les outils prédictifs pour évaluer les performances du moteur de sable et lui permettre de mieux résister aux tempêtes et de réduire les taux d'érosion dans une zone côtière du pays.

Les vagues et les courants océaniques transportent le sable d'un endroit à l'autre. Pour protéger les plages de sable qui s'érodent, on peut notamment les réapprovisionner en sable neuf. Mais ce travail doit souvent être repris année après année, car l'océan transporte continuellement le sable. Au lieu de s'appuyer sur des méthodes classiques de lutte contre les effets des vagues et des courants océaniques, les chercheurs peuvent étudier et créer des modèles informatiques des mouvements du sable dans les zones côtières afin de prédire où le sable doit être placé pour que les vagues et les courants le poussent naturellement vers la plage, au lieu de l'enlever. On appelle « moteur de sable » le mécanisme qui consiste à déposer de gros volumes de sable à des endroits stratégiques le long de la côte afin qu'il soit réparti progressivement et naturellement sur les plages voisines.

Behnaz Ghodoosipour, attachée de recherches au Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial du CNRC, a conçu un modèle numérique détaillé pour prédire le transport des sédiments autour de la flèche littorale de Chiasson. Le sable dragué des chenaux de navigation (qui est généralement déversé au large) a déjà été utilisé par le passé pour créer un moteur de sable afin de lutter contre l'érosion des plages. Ce projet de modélisation avait pour objectif de prédire l'évolution du transport des sédiments dans la zone, ce qui a permis d'étudier les impacts positifs et négatifs du moteur de sable sur l'érosion des plages et l'habitat du pluvier siffleur. Pour améliorer la précision de ce modèle, Jubin Thomas, chercheur postdoctoral à l'Université Saint Mary's, a fourni des mesures essentielles des vagues et des courants sur le terrain, qui ont permis de valider le modèle.

Le moteur de sable a été mis en place en 2021. Les observations faites jusqu'à présent sont positives : le sable continue de s'accumuler sur la plage, et cette dernière s'élargit. On a également signalé le retour de pluviers siffleurs sur la plage, où leur habitat a été rétabli. Les résultats du modèle numérique seront utilisés pour améliorer le moteur de sable en prédisant les changements futurs et en déterminant les emplacements optimaux pour le déversement des matériaux de dragage, pour ainsi améliorer les résultats globaux.

Photographies : reproduites avec l'aimable autorisation de la CBWES

Grâce à son expertise et à ses ressources, le CNRC est bien équipé pour entreprendre de telles recherches. « Avec leurs connaissances approfondies dans le domaine du génie côtier, nos experts veillent à ce que nos ressources informatiques soient exploitées à leur pleine mesure pour s'attaquer à des tâches de modélisation numérique complexes et résoudre des problèmes côtiers complexes, explique Mme Ghodoosipour. En outre, notre serveur haute performance nous permet de traiter efficacement des simulations complexes et de réduire considérablement le temps d'exécution ». Cette infrastructure avancée permet aux chercheurs d'exécuter des modèles évolués en une fraction du temps qu'il leur faudrait sur des systèmes moins performants, ce qui garantit des résultats rapides et précis. « Notre accès à des ressources informatiques spécialisées améliore notre capacité à réaliser des analyses à grande échelle et à fournir des résultats de grande qualité », ajoute Mme Ghodoosipour.

Mme Ghodoosipour estime que les solutions durables fondées sur la nature pour la protection des côtes sont essentielles à long terme, d'autant plus que les côtes canadiennes sont souvent exposées à des phénomènes extrêmes tels que tempêtes, ouragans et fortes précipitations, qui accentuent l'érosion côtière et les inondations. « Les solutions fondées sur la nature, et dans ce cas le moteur de sable, une méthode fondée sur la réutilisation bénéfique des matériaux de dragage par des moyens auparavant considérées comme inefficaces, offrent une approche durable pour protéger nos côtes contre l'érosion et préserver nos écosystèmes ».