Une carte interactive montre les seuils de nuisance des inondations côtières

À mesure que le niveau de la mer monte partout dans le monde, les communautés des zones côtières subissent de plus en plus fréquemment les conséquences des inondations provoquées par les marées hautes. Ces incursions d’eau de mer peuvent fragiliser les fondations et les infrastructures, ralentir la circulation et freiner les activités commerciales dans les zones touchées.

Sadaf Mahmoudi, étudiant diplômé de l’Université d’Alabama, travaillant sous la direction du Dr Hamed Moftakhari, a formé des algorithmes d’apprentissage automatique pour apprendre les caractéristiques sous-jacentes qui contribuent à l’élévation du niveau de la mer et aux inondations dues aux marées hautes.

L’étude, publiée récemment dans Nature Communicationsa produit des informations distribuées spatialement via une carte interactive montrant les taux estimés d’élévation du niveau de la mer à l’échelle locale et les seuils d’inondation à marée haute le long de l’ensemble du littoral des États-Unis.

La marée est haute

Les marégraphes installés et surveillés le long des côtes américaines par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) fournissent des informations sur l’élévation du niveau de la mer à intervalles sporadiques. Selon Moftakhari, professeur associé au College of Engineering de l’Université d’Alabama, 75 % des communautés côtières des États-Unis ne disposent pas de marégraphe dans un rayon de 10 kilomètres. Souvent, le marégraphe le plus proche se trouve à 100 kilomètres.

Cette distance est importante car les taux d’élévation du niveau de la mer et les seuils d’inondation associés peuvent varier considérablement d’un endroit à l’autre. Le Texas et la Louisiane, par exemple, connaissent des taux d’élévation du niveau de la mer deux à quatre fois supérieurs à la moyenne mondiale. Un marégraphe situé à 100 kilomètres de distance peut ne pas fournir d’informations utiles pour une communauté donnée.

En utilisant les données des marégraphes de la NOAA, Mahmoudi a formé et validé des algorithmes d’apprentissage automatique pour apprendre les caractéristiques sous-jacentes qui contribuent à ces variations de l’élévation du niveau de la mer. Le résultat est une carte distribuée spatialement qui estime l’élévation du niveau de la mer à une résolution plus fine que celle disponible auparavant.

Point de basculement des hautes eaux

Les inondations nuisibles augmentent avec la montée du niveau de la mer. Pour fournir des informations utiles aux parties prenantes et aux communautés, l’équipe a ensuite dû développer une méthode permettant de déterminer un seuil de marée haute, un point au-dessus duquel une communauté commencerait à subir les effets des inondations (c’est-à-dire des interruptions de circulation et d’activité).

Idéalement, il faudrait disposer d’un système de surveillance des inondations et de données historiques pour chaque communauté côtière afin de déterminer le niveau d’eau à partir duquel les impacts des inondations commencent, mais la surveillance des inondations est disponible à encore moins de points que les marégraphes.

Mahmoudi et Moftakhari ont contacté William Sweet, chercheur à la NOAA, dont les premiers travaux semblent prometteurs pour une estimation plus précise de ces seuils. Leur travail s’appuie sur la carte spatialement distribuée des niveaux d’élévation de la mer et a entraîné un autre ensemble d’algorithmes d’apprentissage automatique pour fournir une carte similaire des seuils d’inondation par marée haute.

Naviguer en eaux troubles

Moftakhari, qui est le conseiller d’études supérieures de Mahmoudi, a souligné l’importance d’impliquer la NOAA dans leurs recherches.

« Nous en avons discuté avec eux à chaque étape », a-t-il déclaré. « Ce projet répond à un besoin très réel qui existe déjà. Les gouvernements fédéral et locaux s’en inquiètent, mais nous n’avons pas encore reçu de réponse très satisfaisante. »

L’allocation des fonds est l’un des aspects de la recherche qui a des implications pour tous les citoyens vivant sur les côtes. La plupart des fonds destinés aux secours en cas d’inondations sont basés sur des déclarations de catastrophe, a souligné Moftakhari. Ces événements ont un début et une fin bien définis.

Mais lorsque les gouvernements des États et locaux envisagent de financer la future menace d’élévation du niveau de la mer, il existe peu de mesures standardisées pour montrer les coûts réels associés à la lente accumulation des dommages causés par les inondations nuisibles.

Les cartes de Mahmoudi montrent l’élévation du niveau de la mer et les seuils d’inondation dus aux marées hautes pour une variété de scénarios climatiques.

« Il est de l’intérêt de se montrer proactif », a déclaré Moftakhari. « Notre analyse peut aider les décideurs politiques, les propriétaires et les compagnies d’assurance à élaborer une approche standardisée pour documenter les risques et les coûts des inondations dues aux marées hautes. »