Définition et mécanismes
La submersion côtière est l'inondation temporaire ou graduelle d'une côte par les eaux marines. Elle se produit lorsque le niveau d'eau total atteint ou dépasse la crête du rivage, qu'il s'agisse d'une plage, d'un cordon littoral, d'une falaise basse ou d'un ouvrage de protection. Elle se distingue de l'érosion côtière, qui correspond au recul du littoral par perte de matériaux, même si les deux phénomènes surviennent souvent lors des mêmes tempêtes.
Trois composantes principales déterminent le niveau atteint par l'eau :
- La marée : l'estuaire du Saint-Laurent connaît des marées semi-diurnes dont l'amplitude est maximale lors des vives-eaux, à la pleine et à la nouvelle lune.
- La surcote : lors du passage d'une dépression, la baisse de la pression atmosphérique et les vents soutenus poussent l'eau vers la côte et élèvent le niveau au-dessus de la marée prédite.
- Les vagues et le jet de rive : le déferlement et la remontée des vagues sur l'estran ajoutent une hauteur supplémentaire, parfois déterminante, au niveau d'eau statique.
Le risque est le plus élevé lorsque ces facteurs coïncident, c'est-à-dire lorsqu'une tempête frappe au moment d'une marée haute de vives-eaux. La présence ou l'absence de glace de rive en hiver modifie aussi l'exposition, la glace atténuant l'énergie des vagues qui atteignent le littoral.
Cadre géographique
L'estuaire du Saint-Laurent se divise habituellement en trois parties : l'estuaire fluvial, en amont de l'île d'Orléans, où l'eau est douce mais soumise à la marée ; le moyen estuaire, jusqu'à l'embouchure du Saguenay ; et l'estuaire maritime, qui s'élargit vers le golfe du Saint-Laurent. La submersion côtière concerne surtout le moyen estuaire et l'estuaire maritime, où l'exposition aux vents et aux vagues est la plus forte.
Les régions administratives riveraines touchées comprennent notamment :
- le Bas-Saint-Laurent, sur la rive sud ;
- la Côte-Nord, sur la rive nord de l'estuaire maritime ;
- la Capitale-Nationale, dans le secteur de Charlevoix ;
- Chaudière-Appalaches, sur la rive sud du moyen estuaire ;
- la Gaspésie–Îles-de-la-Madeleine, à la jonction de l'estuaire et du golfe.
Les basses côtes sont les plus exposées. Une partie de l'occupation humaine du littoral s'est établie sur des terrasses de faible altitude héritées de la mer de Goldthwait, nappe marine postglaciaire qui a envahi les basses terres de l'estuaire et du golfe après le retrait de l'inlandsis. Routes riveraines, villages linéaires et résidences de villégiature y longent souvent le rivage à quelques mètres seulement au-dessus du niveau des hautes mers.
Événements marquants
Les épisodes de submersion sont récurrents dans l'estuaire, mais certaines tempêtes ont servi de référence pour l'étude du phénomène et l'évaluation des risques.
Tempêtes de 2010, 2016 et 2018 à Matane-sur-Mer
Un rapport de modélisation diffusé par la Ville de Matane a examiné trois tempêtes survenues en 2010, 2016 et 2018 dans le secteur de Matane-sur-Mer, sur la rive sud de l'estuaire maritime. Pour ces événements, les débordements simulés en conditions actuelles touchent surtout les propriétés riveraines et la rue Matane-sur-Mer.
Tempête de décembre 2010
La tempête de décembre 2010 est l'un des événements de submersion les plus documentés dans l'estuaire. Survenue lors d'une marée de vives-eaux, elle a provoqué l'inondation de nombreux secteurs habités des basses côtes du Bas-Saint-Laurent et a endommagé des résidences et des infrastructures routières. Elle a contribué à l'intensification des travaux de recherche et de cartographie sur la submersion dans l'estuaire et le golfe.
Ces événements montrent que la gravité d'une submersion dépend moins de l'intensité de la tempête seule que de sa coïncidence avec une marée haute et des conditions de glace et de vagues défavorables.
Conséquences
La submersion côtière touche à la fois les milieux bâtis et les milieux naturels.
Milieu bâti et infrastructures
Les effets les plus visibles concernent les résidences situées en bordure du rivage : inondation des sous-sols et des rez-de-chaussée, dépôt de sédiments, de débris et de glace, dommages aux fondations et aux terrains. Les routes riveraines, notamment les tronçons de route nationale qui longent l'estuaire, peuvent être inondées ou endommagées, ce qui isole temporairement certaines collectivités. Les réseaux d'aqueduc et d'égout ainsi que les ouvrages de protection (murets, enrochements) sont également exposés.
Milieux naturels
Les marais salés, les plages et les cordons littoraux subissent des remaniements de sédiments lors des submersions. L'apport d'eau salée peut affecter la végétation des milieux humides côtiers et des terres basses. Les submersions s'accompagnent souvent d'une érosion accrue du trait de côte, les deux phénomènes se renforçant mutuellement lors des tempêtes.
Dimension sociale
Les épisodes de submersion entraînent des évacuations, des coûts de réparation et des interventions de sécurité civile. Ils posent aussi la question de l'avenir de certains secteurs habités du littoral, entre protection, adaptation des bâtiments et relocalisation.
Changements climatiques et projections
Selon le consortium Ouranos, la hausse du niveau marin et la diminution du couvert de glace sont susceptibles d'accentuer les risques de submersion dans plusieurs secteurs de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent.
- Hausse du niveau marin : une élévation du niveau moyen de la mer rehausse la base sur laquelle s'ajoutent marées, surcotes et vagues, de sorte que des tempêtes d'intensité égale peuvent atteindre des niveaux plus élevés.
- Réduction de la glace : la diminution de la durée et de l'étendue du couvert de glace hivernal laisse le littoral plus exposé aux vagues des tempêtes d'automne et d'hiver.
- Mouvements verticaux du sol : le relèvement ou l'affaissement local de la croûte terrestre modifie l'élévation relative du niveau marin d'un secteur à l'autre.
À l'échelle locale, l'étude de modélisation de Matane-sur-Mer projette une extension des zones atteintes dans certains secteurs bas à l'horizon 2055, par rapport aux conditions actuelles.
Les projections régionales demeurent toutefois incertaines. La dynamique océanique, le climat des vagues hivernales et l'évolution des conditions de glace sont complexes à modéliser, ce qui se traduit par des fourchettes de résultats plutôt que par des valeurs uniques. Dans le tronçon fluvial, en amont de l'estuaire maritime, les travaux d'Ouranos portent aussi sur l'évolution des débits, des niveaux d'eau et des processus d'érosion des berges.
Cartographie et connaissance du phénomène
La cartographie de la submersion repose sur la combinaison des niveaux d'eau, des vagues, de la topographie et de la morphologie côtière. La qualité des résultats dépend fortement de la précision des données topo-bathymétriques, qui décrivent à la fois la terre ferme et les fonds marins proches du rivage.
À l'Université du Québec à Rimouski (UQAR), une thèse de David Didier a développé et analysé une méthode de cartographie de la submersion côtière pour l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent. Ce travail compare une méthode empirique, fondée sur des niveaux d'eau et des formules de remontée des vagues, au modèle numérique XBeach, qui simule de façon dynamique l'action des vagues sur le littoral. Il souligne l'importance de disposer de données topo-bathymétriques précises et à jour.
Les études locales, comme celle de Matane-sur-Mer, recourent à la modélisation numérique de tempêtes historiques pour reproduire les débordements observés, puis appliquent des scénarios de niveau marin futur.
Les connaissances disponibles décrivent des risques et des méthodes d'évaluation, mais ne constituent pas un zonage exhaustif de la submersion pour l'ensemble des côtes québécoises. Les résultats d'une étude locale ne peuvent donc pas être généralisés à toute la région : la topographie, l'orientation de la côte et l'exposition aux vents varient fortement d'un secteur à l'autre.
Gestion du risque
La gestion de la submersion côtière au Québec met en jeu plusieurs paliers de gouvernement. Le ministère de la Sécurité publique intervient en matière de sécurité civile et documente les risques d'érosion et de submersion, notamment au Bas-Saint-Laurent. Les municipalités régionales de comté (MRC) et les municipalités intègrent les zones de contraintes dans leurs outils d'aménagement du territoire et de réglementation de l'urbanisme.
Les approches d'adaptation comprennent :
- la connaissance du risque, par la cartographie, le suivi des niveaux d'eau et la documentation des tempêtes ;
- la prévention, par l'encadrement des constructions dans les zones exposées ;
- la protection, par des ouvrages ou des solutions fondées sur la nature, comme la recharge de plage ou la restauration de marais ;
- l'adaptation des bâtiments et, dans certains cas, la relocalisation des résidences les plus exposées.
Le consortium Ouranos et le milieu universitaire, en particulier l'UQAR à Rimouski, jouent un rôle central dans la production de connaissances utilisées par les décideurs. La modélisation réalisée à Matane-sur-Mer illustre le recours croissant des municipalités riveraines à des études ciblées pour orienter leurs décisions d'aménagement.