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Les deltas et les estuaires représentent certains des éléments géographiques les plus dynamiques et les plus vulnérables de notre planète, jouant un rôle crucial dans la formation des zones d'inondation à travers le monde. Ces paysages transitoires, où les rivières se rencontrent, abritent des centaines de millions de personnes et servent de centres économiques vitaux, de centres agricoles et de points chauds pour la biodiversité.

Comprendre les deltas et les estuaires : Formation et caractéristiques

Les deltas se forment à l'embouchure des rivières où les sédiments transportés en aval se déposent à mesure que la vitesse de la rivière diminue lorsqu'elle pénètre dans un plan d'eau plus vaste. Pendant des milliers d'années, ce dépôt continu crée des reliefs étendus et bas, caractérisés par des canaux distributaires, des terres humides et des plaines fertiles d'inondation.

Les estuaires, par contre, sont des plans d'eau côtiers semi-fermés où l'eau douce des rivières se mélange avec l'eau salée de l'océan. Ces milieux saumâtres créent des écosystèmes uniques qui soutiennent la diversité de la vie marine et servent de pépinières pour de nombreuses espèces de poissons commercialement importantes.

Selon des recherches récentes, 339 millions de personnes vivaient dans les deltas en 2017, 89 % de ces personnes vivant dans la même zone latitudinale que la plupart des cyclones tropicaux.Cette concentration de population dans les zones exposées aux risques met en évidence l'importance mondiale de la compréhension de la dynamique des inondations dans ces régions. Environ 79 % de la population totale vivant dans les deltas se trouvaient dans les régions Asie-Pacifique (259 millions de personnes), suivie de 19 % en Afrique (62 millions de personnes), ce qui met en évidence l'exposition disproportionnée des pays en développement aux risques d'inondation liés au delta.

La vulnérabilité unique des deltas et des estuaires aux inondations

Faible élévation et caractéristiques topographiques

Les deltas sont des reliefs de faible altitude, avec des zones étendues à moins de 2 mètres d'altitude, ce qui les rend très vulnérables à des augmentations même modestes du niveau de l'eau. Les recherches indiquent que 9,4 % des zones deltaïques et 5,8 % des habitants (soit 19,8 millions de personnes en 2017) sont à une altitude de 1 mètre ou moins, ce qui les expose immédiatement à des ondes de tempête, à des marées élevées et à une élévation du niveau de la mer.

La topographie plate des deltas permet de se propager rapidement dans de vastes zones, affectant de vastes populations et des infrastructures étendues. Contrairement aux terrains montagneux ou vallonnés où l'eau s'écoule naturellement, le gradient minimal dans les régions delta permet à l'eau de s'accumuler et de persister, prolongeant la durée des inondations et augmentant le potentiel de dommages.

Inondations composées : risques multiples Converging

La fréquence simultanée ou séquentielle de différents processus d'inondation, y compris les ondes de tempête extrêmes et les fortes précipitations, a tendance à déclencher des inondations composées, qui sont souvent destructrices pour la vie et les biens.

  • Inondations fluviales dues à des crues en amont lors de fortes précipitations
  • Inondations pluviales résultant de précipitations directes dans la région du delta
  • Inondations côtières par ondes de tempête, marées élevées et action des vagues
  • Émergence d'eau ronde lorsque les nappes d'eau se lèvent au-dessus de la surface

L'impact synergique de plusieurs événements peut considérablement amplifier l'étendue spatiale et la durée de l'inondation, ce qui entraîne des dommages plus graves qu'un ajout linéaire des dommages causés par chaque facteur contributif.

Changement climatique et élévation des niveaux de la mer: Accélérer les menaces

Les changements climatiques modifient fondamentalement le profil de risque d'inondation des deltas et des estuaires du monde entier. L'élévation des températures mondiales entraîne une élévation du niveau de la mer par deux mécanismes principaux : l'expansion thermique des eaux de mer et la fonte des glaciers et des calottes glaciaires terrestres.

Les deltas sont très sensibles à l'élévation du niveau de la mer, aux ondes de tempête, à la subsidence des terres, aux changements de température et de précipitations et à d'autres pressions environnementales, qui sont amplifiées par les changements climatiques.

Intensification des systèmes de tempête

Les projections climatiques laissent croire que les précipitations devraient être moins fréquentes dans l'ensemble, mais les précipitations extrêmes seront plus fréquentes et plus intenses. Cette évolution vers des conditions météorologiques plus extrêmes signifie que les deltas et les estuaires seront confrontés à des inondations plus graves, même si les précipitations annuelles totales demeurent similaires ou diminuent.

Les cyclones tropicaux, qui constituent des menaces particulières pour les deltas côtiers, sont de plus en plus intenses en raison de la température des océans plus élevée. Les simulations montrent qu'en 2100, l'étendue de l'inondation de 200 ans pourrait augmenter de 80 %, reflétant l'affaissement et les changements climatiques dus à l'élévation du niveau de la mer et à des tempêtes tropicales plus intenses.

Subsidence des terres : la crise cachée Amplification du risque d'inondation

Alors que l'élévation du niveau de la mer reçoit une attention considérable, la subsidence des terres, qui s'est progressivement infiltrée dans la surface du sol, est apparue comme une menace tout aussi critique et souvent plus immédiate pour les régions du delta.

L'échelle de la subsidence mondiale du delta

Dans 18 des 40 grands deltas étudiés, la subsidence dépasse déjà l'élévation locale du niveau de la mer, ce qui augmente le risque d'inondation à court terme pour plus de 236 millions de personnes.Cette constatation représente un changement de paradigme dans la compréhension du risque d'inondation côtière, car elle démontre que le naufrage de terres par l'homme dépasse les effets de l'élévation du niveau de la mer sous l'effet du climat dans de nombreuses régions les plus peuplées du monde.

Bien que cela puisse sembler être une petite quantité, l'effet cumulatif sur les décennies augmente considérablement l'exposition aux inondations. Des dizaines de millions de personnes ont pensé qu'elles étaient à l'abri des marées montantes ce siècle sont maintenant en danger imminent, y compris celles qui vivent sur les deltas du Nil en Égypte, le Mékong au Vietnam, le Mahanadi en Inde et la rivière Jaune en Chine.

Principales causes de la subsidence du delta

Extraction d'eau de fond

Le stockage des eaux souterraines a la plus forte influence relative sur le mouvement vertical des terres dans 10 des 40 deltas étudiés. La subsidence des deltas est habituellement causée par le pompage des eaux souterraines pour remplir les robinets des villes et l'industrie d'approvisionnement et l'agriculture, car la surface souterraine sèche perd du volume, causant un enfoncement généralisé à la surface.

L'impact du retrait des eaux souterraines peut être stupéfiant. Semarang, une ville côtière de 2 millions de personnes en Java, pompe tellement d'eau que la subsidence atteint entre 20 et 50 fois le niveau de la mer. Cet exemple extrême illustre comment les activités humaines peuvent nager les impacts des processus naturels et des changements climatiques pour déterminer le risque d'inondations locales.

Fécondation des sédiments

Une deuxième cause de subsidence est les barrages et les digues sur les rivières. Ces structures piègent les sédiments qui réapprovisionneraient naturellement les deltas, empêchant l'accrétion naturelle qui équilibre historiquement la subsidence. Bien que les humains aient augmenté le transport des sédiments fluviaux à l'intérieur des continents par érosion du sol, la quantité réelle atteignant l'océan a diminué de 1,4 ± 0,3 Pg·an-1, principalement en raison des barrages et des réservoirs.

Sans dépôts réguliers de sédiments, les deltas ne peuvent maintenir leur altitude par rapport au niveau de la mer. Environ 80 % (25 millions de personnes) vivent dans des deltas à faible teneur en sédiments, ce qui ne peut naturellement atténuer les inondations par dépôt de sédiments, rendant ces populations particulièrement vulnérables aux inondations futures.

Urbanisation et développement des infrastructures

Le poids des bâtiments, des routes et d'autres infrastructures compresse les sédiments sous-jacents, contribuant à la subsidence. L'urbanisation rapide dans les régions du delta, en particulier en Asie, a accéléré ce processus.

Principaux facteurs contribuant aux inondations dans les deltas et les estuaires

Surgés de tempête et phénomènes météorologiques extrêmes

Lorsque des cyclones tropicaux ou de graves tempêtes font des rafales, de forts vents poussent l'eau de l'océan vers la côte, ce qui entraîne une élévation temporaire du niveau de la mer pouvant dépasser plusieurs mètres. À travers le monde, 76 millions de personnes sont exposées à une crue de tempête de 100 ans, et près de 41 % de ces personnes (soit 31 millions de personnes en 2017) vivent dans des deltas de rivière.

L'impact des ondes de tempête est amplifié dans les régions du delta en raison de leur faible altitude et de leur exposition côtière étendue. Lorsque les ondes de tempête coïncident avec des marées fortes et de fortes précipitations – un phénomène courant pendant les cyclones tropicaux – les inondations de l'ensemble des zones peuvent être catastrophiques.

L'effet du polder dans les deltas de l'ingénierie

Dans les régions où des digues et des digues ont été construites pour protéger contre les inondations, une situation paradoxale se dessine : alors que ces structures empêchent les inondations mineures fréquentes, elles créent le potentiel d'inondation catastrophique si elles échouent ou sont surchargées.

La subsidence et l'élévation du niveau de la mer créent un dangereux « effet de pollution » si les défenses échouent, qui doit être considéré dans l'adaptation à Shanghai et d'autres villes deltaïques. Comme la terre s'abaisse derrière les barrières protectrices, elle coule sous le niveau de la mer, créant une topographie de type bol.

Intrusion des eaux salées et dégradation des écosystèmes

Les pressions environnementales dégradent les terres agricoles, perturbent la disponibilité des eaux douces, exacerbent les inondations côtières et fluviales, favorisent la perte des terres humides, l'intrusion dans les eaux salées et le retrait des rives et menacent l'infrastructure dans les deltas.

Ce processus est accéléré par de multiples facteurs : l'élévation du niveau de la mer pousse l'interface eau salée et eau douce à l'intérieur des terres, la subsidence des terres réduit l'altitude des systèmes d'eau douce par rapport au niveau de la mer et la réduction du débit fluvial (due à l'extraction d'eau en amont et à la construction de barrages) affaiblit la pression en eau douce qui maintient naturellement l'eau salée en baie.

Variations régionales : les deltas les plus à risque

Deltas asiatiques : l'épicentre du risque

Les deltas asiatiques sont les plus fortement touchés par la forte densité de population, la subsidence rapide et les changements climatiques. Les deltas qui connaissent les taux de subsidence les plus élevés sont le Mékong au sud du Vietnam, le Nil au nord de l'Égypte, le Chao Phraya au sud de la Thaïlande, le Gange-Brahmaputra dans l'est de l'Inde, le fleuve jaune au nord de la Chine et le fleuve Mississippi dans le golfe du Mexique.

Le delta du Mékong au Vietnam illustre les défis auxquels sont confrontés les deltas asiatiques. Cette région soutient environ 17 millions de personnes et produit une grande partie de la culture rizicole du Vietnam, ce qui le rend essentiel pour la sécurité alimentaire nationale et régionale.

Le delta du Gange-Brahmaputra, partagé par l'Inde et le Bangladesh, compte plus de 100 millions de personnes, ce qui en fait le delta le plus densément peuplé du monde.Cette région fait face à des menaces complexes liées aux inondations de mousson, aux cyclones tropicaux, à l'élévation du niveau de la mer et à la subsidence des terres, créant ainsi l'un des scénarios de gestion des inondations les plus difficiles au monde.

Le delta du Nil : une civilisation ancienne menacée

La construction du barrage d'Aswan dans les années 1960 a réduit considérablement la livraison de sédiments au delta, éliminant ainsi le processus naturel qui a maintenu l'altitude du delta pendant des millénaires. Combiné à l'élévation du niveau de la mer et à la subsidence des terres, le delta connaît une importante régression du littoral et une vulnérabilité accrue aux inondations.

Le delta soutient environ 40 millions de personnes, soit près de la moitié de la population égyptienne, et produit une part importante de la production agricole du pays. La perte de terres delta à des inondations et à l'érosion aurait des conséquences catastrophiques pour la sécurité alimentaire et l'économie égyptiennes.

Le delta du Mississippi : perte rapide de terres en Amérique du Nord

Le delta du Mississippi a perdu 1 900 milles carrés au cours du siècle dernier et continue de couler en moyenne 2 pouces par année. Cette perte rapide de terres résulte d'une combinaison de facteurs : les léves qui empêchent les dépôts de sédiments, l'extraction de pétrole et de gaz provoquant la subsidence et le compactage naturel des sédiments du delta.

Plus de la moitié des terres mesurées dans le delta du Mississippi coulent à un rythme plus rapide que quatre millimètres par an, avec un taux de chute maximum supérieur à 30 millimètres par an. Cette subsidence, combinée à l'élévation du niveau de la mer et aux ondes de tempêtes d'ouragans, crée un risque d'inondation grave pour les collectivités de toute la Louisiane côtière, y compris la ville de la Nouvelle-Orléans.

Dimensions socio-économiques des inondations du delta

Impact disproportionné sur les pays en développement

Environ 41 % (31 millions) de la population mondiale exposée aux inondations dues aux cyclones tropicaux vivent dans des deltas, avec 92 % (28 millions) dans les pays en développement ou les moins avancés.

Pour de nombreux deltas, en particulier ceux des pays à revenu faible ou intermédiaire, la capacité d'adaptation est limitée par les contraintes institutionnelles, sociales et financières. Si les pays riches peuvent investir dans des systèmes sophistiqués de défense contre les inondations, des réseaux d'alerte rapide et des régimes d'assurance générale, les pays en développement manquent souvent des ressources pour de telles mesures, ce qui les expose davantage aux effets des inondations.

Conséquences socio-économiques en cascade

La perte de terres et la pénurie d'eau douce peuvent entraîner des déplacements et des migrations, renforcer la concurrence pour la diminution des ressources et alimenter les tensions sociales.

Lorsque les terres agricoles sont inondées ou rendues improductives par l'intrusion d'eau salée, les moyens de subsistance ruraux sont détruits, ce qui force les migrations vers les zones urbaines, ce qui peut mettre en péril les infrastructures et les services urbains, ce qui peut créer une instabilité sociale.

Infrastructure économique en péril

Les deltas abritent 10 des 34 mégapoles mondiales, ainsi que des infrastructures vitales telles que les ports, ce qui signifie que les impacts de la subsidence et de l'élévation du niveau de la mer sont immenses.

Ces villes servent de moteurs économiques pour leurs pays et régions respectifs, accueillant des centres de production, des quartiers financiers et des centres de transport. Les inondations dans ces régions perturbent non seulement les économies locales mais aussi les chaînes d'approvisionnement mondiales.

Stratégies d ' adaptation et d ' atténuation

Gestion de l'extraction des eaux souterraines

Si l'augmentation du niveau de la mer ne peut être arrêtée que par une action climatique mondiale, l'intervention locale peut rapidement mettre fin à la subsidence, comme par exemple la mise fin du pompage des eaux souterraines, ce qui représente une occasion cruciale pour les communautés du delta de réduire leurs risques d'inondation par des décisions de gestion locale.

Certaines parties de Tokyo ont coulé jusqu'à 15 pieds entre 1920 et 1960, mais la ville a interdit le pompage des eaux souterraines, et le niveau des terres est resté stable depuis. Cette réussite démontre que la subsidence peut être arrêtée lorsque l'extraction des eaux souterraines est contrôlée, offrant l'espoir pour d'autres villes delta confrontées à des défis similaires.

Il faut mettre au point d'autres sources d'eau pour remplacer les eaux souterraines, notamment le traitement des eaux de surface, le dessalement, le recyclage de l'eau et l'amélioration de l'efficacité de l'utilisation de l'eau.

Rétablir l'approvisionnement en sédiments

Les dérivations de sédiments et les inondations contrôlées peuvent aider à reconstruire les terres du delta et à maintenir l'altitude par rapport au niveau de la mer. Plusieurs régions du delta explorent ou mettent en oeuvre de telles approches.

En Louisiane, des projets de dérivation des sédiments sont en cours d'élaboration pour reconnecter le fleuve Mississippi à son delta, ce qui permet à l'eau de la rivière riche en sédiments de s'écouler dans les zones humides subventionnées.

Solutions d'ingénierie et défense contre les inondations

Certaines communautés deltaïques (p. ex. le Mississippi, le Rhin, le Mékong et le Nil) ont déjà adopté des solutions techniques, comme la gestion des rivières par les digues et les barrages.

Cependant, ces structures doivent être conçues en tenant compte des conditions futures, en tenant compte de l'élévation du niveau de la mer et de la subsidence des terres. L'effet de pollution démontre que les défenses dures sont insuffisantes à elles seules – elles doivent faire partie de stratégies globales qui s'attaquent également aux causes sous-jacentes de la vulnérabilité.

Des systèmes de prévision des inondations et des réseaux d'alerte précoce peuvent aider les collectivités à se préparer aux inondations et à réagir à ces inondations. Des modèles mixtes terre-rivière-océan qui tiennent compte des ondes de tempête, des ondes de tempête, des marées astronomiques, des débits de rivières et des précipitations sont en cours d'élaboration afin d'améliorer les capacités de prévision des inondations, ce qui permettra de réagir plus efficacement en cas d'urgence.

Solutions basées sur la nature

Les zones humides côtières, les forêts de mangroves et d'autres écosystèmes naturels offrent des services de protection contre les inondations précieux en absorbant l'énergie des vagues, en ralentissant le débit d'eau et en assurant le drainage naturel.

Toutefois, 25 millions de personnes vivent dans des deltas à l'état de sédimentaire, où il sera difficile de mettre en oeuvre des solutions fondées sur la nature pour atténuer les inondations côtières.

Planification de l'utilisation des terres et retraites gérées

Dans certaines régions du delta, la combinaison de la subsidence et de l'élévation du niveau de la mer peut rendre l'habitat inébranlable. Les planificateurs, les politiciens, les entreprises privées et les résidents qui prennent aujourd'hui des décisions sur l'expansion des villes sur les grands deltas pourraient bloquer l'incapacité de leurs descendants à s'adapter au changement climatique à l'avenir.

La planification stratégique de l'utilisation des terres peut empêcher de nouveaux développements dans les zones les plus vulnérables, tout en gérant la retraite – le déménagement prévu des collectivités des zones à risque élevé – peut être nécessaire dans certains endroits.

Le rôle de la science et de la surveillance

La nouvelle étude fournit les premières observations de subsidence à haute résolution à l'échelle du delta dans 40 grands systèmes de delta, révélant non seulement où la terre coule, mais quantifiant combien. La technologie avancée des satellites, en particulier le radar à ouverture synthétique interférométrique (InSAR), a révolutionné notre capacité à mesurer la subsidence avec une précision de millimètre.

Cette capacité de surveillance améliorée est essentielle pour comprendre les risques d'inondation et planifier les mesures d'adaptation.Pour de nombreuses zones côtières de faible altitude, les prévisions scientifiques sur la rapidité avec laquelle elles peuvent inonder le niveau de la mer peuvent être dépassées de plusieurs décennies, ce qui rend la planification de la protection des côtes beaucoup plus urgente qu'on ne le pensait auparavant.

La communauté scientifique internationale devrait s ' attacher en priorité à poursuivre les investissements dans les systèmes d ' observation de la Terre, l ' amélioration de la modélisation des inondations et les cadres d ' évaluation intégrée, afin de faciliter la prise de décisions fondées sur des données factuelles.

Défis en matière de politiques et de gouvernance

Les décisions prises à des centaines de kilomètres en amont ont une incidence sur la distribution des sédiments dans les deltas. L'extraction des eaux souterraines par les utilisateurs individuels crée une subsidence collective qui touche des régions entières. Les décisions de développement côtier ont des répercussions à long terme sur l'exposition aux inondations.

De nombreuses régions du delta s'étendent sur les frontières internationales, exigeant une coopération transfrontière pour une gestion efficace. Le delta du Gange-Brahmaputra est partagé par l'Inde et le Bangladesh, le delta du Mékong est affecté par le développement en amont dans plusieurs pays, et le delta du Nil dépend des décisions prises dans l'ensemble du bassin du Nil.

Les chercheurs affirment que de nombreux deltas et d'autres zones côtières de faible altitude nécessitent d'urgence une étude détaillée du niveau réel de la mer et du taux de subsidence des terres.

Perspectives d'avenir : L'avenir des collectivités de Delta

Si rien n'est fait, des dizaines de millions de personnes risquent de voir leurs maisons détruites ou des quartiers rendus invivables par les inondations dans les prochaines décennies. Les défis auxquels font face les communautés delta sont immenses, mais pas insurmontables.

Il existe une grave inadéquation entre les risques et les capacités : les deltas qui s'enfoncent le plus rapidement se trouvent souvent dans des régions où les ressources sont le moins suffisantes pour y répondre.

La bonne nouvelle est que bon nombre des facteurs de subsidence du delta sont gérables par l'action locale. La subsidence est souvent gérable, offrant aux collectivités la possibilité de réduire leurs risques d'inondation grâce à une meilleure gestion des eaux souterraines, à la restauration des sédiments et à la planification stratégique de l'utilisation des terres.

Liste complète des facteurs contribuant aux inondations du delta et de l'estuaire

  • Low altitude[ des régions delta et estuaire, avec des zones étendues à moins de 2 mètres d'altitude
  • Subsidence des terres[ causée par l'extraction des eaux souterraines, le compactage des sédiments et le poids de l'infrastructure
  • Augmentation du niveau de la mer entraînée par l'expansion thermique et la fonte des plaques de glace due au changement climatique
  • Fausse nourriture des sédiments[ résultant de barrages en amont et de travaux d'ingénierie fluviale qui piègent les sédiments
  • Surtensions detorme générées par des cyclones tropicaux et des tempêtes graves
  • Intensification des précipitations produisant des précipitations plus extrêmes
  • Mauvaises marées qui augmentent les niveaux d'eau de base
  • Inondations consécutives à l'apparition simultanée de plusieurs conducteurs d'inondation
  • Réduction de la livraison des sédiments de rivière empêchant l'accumulation naturelle de delta
  • Amenuisement des eaux de surface[ qui provoque l'enfoncement de la surface du sol
  • Urbanisation rapide augmentant les surfaces imperméables et le poids des infrastructures
  • Perte de terres humides[ éliminant les tampons naturels d'inondation
  • Systèmes de digue et de digue créant des effets de polder qui amplifient les conséquences des inondations
  • Intrusion d'eau salée systèmes et écosystèmes d'eau douce dégradants
  • Modalités de déversement des cours d'eau en raison du changement climatique et de la gestion de l'eau
  • Érosion du littoral[ réduisant la superficie et les défenses naturelles
  • Systèmes de drainage inadéquats[ incapables de gérer des volumes d'eau accrus
  • Déboisement dans les bassins versants augmentant le ruissellement et réduisant la rétention naturelle d'eau

Conclusion : Un appel à l'action urgente

Les deltas et les estuaires jouent un rôle fondamental dans la formation des zones inondables dans le monde, et leur vulnérabilité augmente en raison de la convergence des pressions liées au changement climatique, à la subsidence des terres et au développement humain.

Avec des centaines de millions de personnes vivant dans ces régions vulnérables, les enjeux ne pourraient pas être plus élevés.La récente révélation selon laquelle la subsidence augmente le risque d'inondation à court terme pour plus de 236 millions de personnes souligne l'urgence de l'action.

La voie à suivre exige des approches intégrées combinant des systèmes améliorés de surveillance et d'alerte rapide, une gestion durable des eaux souterraines, la restauration des sédiments, l'investissement stratégique dans les infrastructures, des solutions fondées sur la nature et des politiques équitables qui protègent les populations les plus vulnérables.

Pour plus d'information sur les stratégies de risque et d'adaptation aux inondations côtières, visitez le portail NOAA Coastal Flooding Resources[ et le portail de la Banque mondiale intitulé Gestion des risques de catastrophe. On peut trouver d'autres recherches sur la subsidence et le risque d'inondation dans le delta par le biais de recherches sur les risques naturels de la nature[ et Rapport spécial du GIEC sur l'océan et la cryosphère.