L'effet de l'élévation du niveau de la mer sur les routes de navigation maritime

Le niveau de la mer mondiale a augmenté d'environ 8-9 pouces (21-24 cm) depuis 1880, avec le taux d'augmentation qui s'accélère au cours des dernières décennies.Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) prévoit une nouvelle hausse de 1-2 pieds (0,3-0,6 mètres) de 2100 dans des scénarios d'émissions modérées, et potentiellement plus élevé si l'instabilité des calottes glaciaires s'accélère ([]IPCC AR6). Ce changement apparemment modeste a de profondes répercussions sur la navigation maritime, un domaine construit sur des mesures précises de profondeur, des côtes stables et des caractéristiques sous-marines prévisibles.

L'élévation du niveau de la mer affecte les cartes de navigation

Les cartes de navigation sont la référence essentielle pour chaque navire, avec des profondeurs, des obstacles, des aides à la navigation et une topographie côtière.Ces cartes sont basées sur un code vertical, généralement un code de référence pour les eaux basses.En tant que le niveau moyen de la mer augmente, la relation entre le code de référence et les changements réels de niveau d'eau.

Tableau des changements de référence et de référence verticale

Le niveau de la nappe phréatique est habituellement fixé à un niveau local de faible eau, comme le niveau moyen de la nappe phréatique basse (LLMW) aux États-Unis. Lorsque le niveau de la mer augmente, le niveau réel de l'eau à un moment donné est plus élevé par rapport aux profondeurs cartographiées, mais le niveau de la nappe phréatique lui-même n'est pas automatiquement ajusté. Cela signifie que la profondeur de la nappe phréatique à un point donné peut être de 12 mètres, mais la profondeur de l'eau réelle peut être de 12,3 mètres si le niveau de la nappe phréatique locale a augmenté de 0,3 mètres.

Les cartes électroniques de navigation (CEN) et les cartes à raster (CNR) peuvent être mises à jour plus fréquemment, mais les données de levé sous-jacentes sont souvent en retard. L'Organisation hydrographique internationale (OHI) a publié des directives sur l'intégration de l'élévation du niveau de la mer dans les normes de cartographie (Normes de l'OHI), mais leur mise en oeuvre varie selon les pays.

Fréquence des enquêtes de nouveau et incidences sur les coûts

Les relevés hydrographiques traditionnels effectués par des navires peuvent coûter des milliers de dollars par kilomètre carré. L'augmentation du niveau de la mer s'accélère, le cycle d'obsolescence des données cartographiques se rétrécit. Les ports et les ports qui avaient déjà besoin de nouvelles enquêtes tous les 10-20 ans peuvent maintenant en avoir besoin tous les 3-5 ans pour capter les changements rapides.

Modification des caractéristiques côtières et sous-marines

Les mers montantes ne se contentent pas d'augmenter uniformément le niveau de l'eau, mais interagissent avec les côtes, les sédiments et les écosystèmes, ce qui déclenche des changements complexes. Les plages s'érodent, les îles barrières migrent, les îlots de marée se déplacent et les barres de sable se réforment.

Vols de canaux et de ports

De nombreux grands canaux de navigation, comme l'entrée du fleuve Mississippi, le fleuve Columbia et les approches du port de Rotterdam, nécessitent un dragage constant pour maintenir la profondeur. L'élévation du niveau de la mer augmente le volume d'eau qui doit être géré, modifiant la dynamique des sédiments. Dans certains cas, l'élévation de l'eau peut réduire la nécessité de dragage en augmentant la profondeur naturelle, mais plus souvent elle exacerbe le fronçage en modifiant les modèles actuels et en permettant aux sédiments d'accumuler dans de nouveaux endroits.

Submergence des récifs et reclassification des risques

Les récifs coralliens et les affleurements rocheux servent de brise-lames et d'habitats naturels, mais ils représentent aussi des risques importants pour la navigation. À mesure que le niveau de la mer s'élève, les récifs peuvent devenir plus profondément submergés, ce qui pourrait réduire leur danger, ou bien ils peuvent être couverts par des sédiments en mouvement. Cependant, de nombreux récifs subissent également un blanchiment et une dégradation, ce qui peut modifier leur forme et leur position.

Retraite d'érosion côtière et de rivage

Le retrait de la côte en raison de l'érosion a des répercussions sur l'emplacement des aides fixes à la navigation, comme les phares, les bouées et les repères de portée, qui sont essentiels pour assurer la sécurité de l'entrée dans les ports et maintenir les plans de séparation du trafic. Si la rive recule, une bouée ne marque plus le point de virage correct, ou un phare peut être hors d'alignement avec le chenal dragué.

Défis pour l'infrastructure maritime

Les ports, les terminaux et les ports sont les centres nerveux du commerce mondial. L'élévation du niveau de la mer menace directement leur intégrité opérationnelle par une augmentation des inondations, des vagues et de la corrosion accélérée.

Profondeur des marches et opérations de chargement

Les ports qui peuvent accueillir ces géants aujourd'hui peuvent trouver leurs postes trop peu profonds à l'avenir s'ils ne les approfondissent pas. Cependant, le dragage des postes de pilotage plus profonds est coûteux et peut être limité par le substratum, la réglementation environnementale ou les coûts. Certains ports peuvent devoir limiter la taille des navires qu'ils peuvent accepter, dévier le trafic vers des ports plus profonds. Le port de Savannah, par exemple, a achevé un projet d'approfondissement majeur en 2022 en partie en prévision de l'élévation du niveau de la mer.

Inondation des infrastructures des terminaux

Les terminaux portuaires, les chantiers de conteneurs et les installations de stockage à faible altitude sont vulnérables aux ondes de tempête et même aux inondations à forte marée (inondations de bruit).L'élévation du niveau de la mer signifie qu'une tempête donnée atteindra des niveaux plus élevés et pénétrera plus loin dans l'intérieur du pays.Cela perturbe la manutention des marchandises, endommage les systèmes électriques et peut interrompre les opérations pendant des jours.Le port de New York et le New Jersey ont connu des perturbations importantes pendant la tempête de Super Sandy (2012), et l'élévation du niveau de la mer a rendu ces événements plus probables.

Impacts économiques et opérationnels sur l'industrie maritime

Les effets d'entraînement de l'élévation du niveau de la mer sur la navigation dépassent largement la table des cartes.Les compagnies d'expédition, les assureurs et les fournisseurs de logistique sont confrontés à des coûts accrus, à des incertitudes quant à l'établissement des horaires et à des risques élevés.

Augmentation des coûts de dragage et d'infrastructure

Le maintien des profondeurs navigables est une dépense continue. Le U.S. Army Corps of Engineers dépense plus d'un milliard de dollars par année pour le dragage. L'élévation du niveau de la mer peut augmenter la fréquence et le volume de dragage nécessaires pour maintenir les canaux existants. Les autorités portuaires peuvent aussi devoir investir dans des systèmes dynamiques de dégagement sous-enrochement, qui ajustent le tirant d'eau admissible en fonction des mesures de la marée, de la houle et du squat des navires.

Efficacité des routes et consommation de carburant

Dans les eaux réglementées comme le détroit de Malacca, où la profondeur du fond limite déjà le tirant d'eau des grands pétroliers, même quelques centimètres de moins de dégagement peuvent forcer les navires à réduire leur cargaison ou à attendre des marées plus élevées, ce qui réduit l'efficacité et augmente les émissions. L'OMI a noté qu'avec l'élévation du niveau de la mer, certaines routes peuvent devenir saisonnières ou nécessiter des systèmes de convois semblables à ceux des zones sujettes aux glaces.

Questions relatives à l'assurance et à la responsabilité

Les assureurs maritimes surveillent de près les tendances de l'élévation du niveau de la mer. Les primes pour les navires qui font du trafic dans des eaux peu profondes ou mal cartographiées peuvent augmenter. Si un échafaudage survient en raison d'un graphique périmé qui n'a pas tenu compte de l'élévation du niveau de la mer, la responsabilité peut être partagée entre l'armateur, le bureau hydrographique et le producteur de cartes.

Stratégies et technologies d ' adaptation

Si l'élévation du niveau de la mer est un défi redoutable, l'industrie maritime élabore et déploie un large éventail de stratégies d'adaptation, allant des solutions technologiques aux réformes politiques et à la coopération internationale.

Surveillance et prévision en temps réel du niveau d'eau

Les systèmes comme le CO-OPS (Centre des produits et services océanographiques opérationnels) de la NOAA fournissent des prévisions des niveaux d'eau jusqu'à 8 semaines à l'avance. En intégrant ces données aux systèmes de navigation, les navigateurs peuvent prendre des décisions éclairées sur le dégagement sous-ordonnée, en tirant parti de l'eau plus élevée aux marées de printemps pour transiter par des zones peu profondes.

Gestion dynamique de la clairance sous-kœl (UKC)

Les systèmes avancés de la CUK utilisent des entrées en temps réel de niveau d'eau, de hauteur des vagues, de vitesse des navires et de squat de navire pour calculer la profondeur minimale de sécurité. Les ports comme Rotterdam et Brisbane ont mis en place de tels systèmes, permettant aux navires de charger plus profondément tout en maintenant la sécurité.

Bathymétrie LIDAR et Bathymétrie par satellite

Les levés traditionnels effectués par les navires sont lents. Les nouvelles techniques de télédétection, comme le LiDAR bathymétrique aéroporté et la bathymétrie par satellite (SDB), peuvent cartographier rapidement et efficacement de grandes zones. LiDAR utilise des impulsions laser vertes pour mesurer la profondeur de l'eau dans les eaux côtières claires.

Résilience des ports et modernisation de l'infrastructure

Les ports durcissent leurs installations. Le port de Los Angeles et le port de Long Beach élèvent les hauteurs terminales, installent de nouveaux drainages et utilisent des matériaux résistant à la corrosion des eaux salées. Certains ports construisent des brise-lames en mer pour réduire l'énergie des vagues. L'Association internationale des ports et des ports (IAPH) a publié un cadre de résilience qui inclut des évaluations des risques d'élévation du niveau de la mer.

Politique et collaboration internationale

L'Organisation maritime internationale (OMI) a inclus l'élévation du niveau de la mer dans ses discussions sur la sécurité maritime et la protection de l'environnement. La Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) reconnaît que l'adaptation dans le transport maritime est essentielle. Cependant, le financement de la cartographie et de l'adaptation des ports dans les pays en développement reste insuffisant.

Regard vers l'avenir

L'augmentation du niveau de la mer n'est pas un problème lointain, elle affecte la navigation maritime aujourd'hui. La flotte mondiale transporte plus de 11 milliards de tonnes de marchandises en 2023, et ce volume devrait augmenter. Chaque passage par un canal d'approche peu profond, chaque accostage à côté d'un quai, chaque dépendance à une profondeur cartographiée comporte le risque de données périmées. Le coût de l'inaction comprend l'augmentation des échafaudages, des retards et des perturbations de la chaîne d'approvisionnement.