L'accélération de l'urbanisation côtière

Aujourd'hui, environ 40 % de la population mondiale vit à moins de 100 kilomètres d'une côte, et cette proportion continue de grimper. Des villes comme New York et Shanghai illustrent cette tendance, attirant des millions de résidents avec leur vitalité économique, leur prestige culturel et leur position stratégique dans les réseaux commerciaux mondiaux. Cette concentration de personnes et d'actifs le long des rives vulnérables crée un profil de risque qui se complète, et qui s'aggrave avec chaque nouvelle tour résidentielle, tunnel de transit ou expansion portuaire construite sans mesures adéquates de résilience climatique.

Dans de nombreuses régions en développement, les établissements informels se développent sur des terres inondables, car c'est la seule option abordable. Dans les villes plus riches, la pression pour développer des biens immobiliers riverains à des fins commerciales et résidentielles de luxe peut dépasser les considérations de risque à long terme. Il en résulte un patchwork mondial de zones densément peuplées qui sont de plus en plus exposées aux effets d'un changement climatique.

Facteurs économiques et pressions démographiques

Les villes côtières génèrent une part plus importante de la production économique nationale. Le port de Shanghai gère plus de trafic de conteneurs que n'importe quel autre port dans le monde, tandis que la région métropolitaine de New York contribue environ 10 % des États-Unis et du PIB total.Ces moteurs économiques créent des emplois, attirent des investissements et concentrent des infrastructures essentielles comme les aéroports, les raffineries, les centrales électriques et les centres de données dans les régions basses.

La croissance démographique amplifie ces pressions.Les Nations Unies prévoient que les populations urbaines côtières augmenteront de plus d'un milliard d'ici 2060. Une grande partie de cette croissance se produira en Asie et en Afrique, où l'urbanisation rapide se croise avec une capacité d'adaptation limitée.

Infrastructures à risque

À New York, Superstorm Sandy en 2012 a démontré comment un événement météorologique unique extrême peut paralyser une ville mondiale, inonder des tunnels souterrains, écraser des centaines de milliers de résidents et causer des dommages estimés à 19 milliards de dollars. Shanghai fait face à des risques analogues, dont la majeure partie du noyau urbain se trouve à moins de 4 mètres au-dessus du niveau moyen de la mer et ne peut être protégée que par un système de murs et de vannes qui doivent être constamment améliorés.

La nature interconnectée des infrastructures urbaines signifie que les défaillances s'enchaînent. Une sous-station électrique inondée peut fermer les hôpitaux, les pompes à eau et les réseaux de communication. Un port endommagé peut perturber les chaînes d'approvisionnement qui s'étendent loin à l'intérieur des terres.

Comprendre l'élévation du niveau de la mer

Depuis 1900, le niveau moyen de la mer a augmenté d'environ 20 centimètres et le taux d'augmentation s'est considérablement accéléré au cours des dernières décennies. Les principaux facteurs sont la physique prévisible : à mesure que l'atmosphère se réchauffe, que l'eau de l'océan s'étend et que les glaciers et les calottes glaciaires terrestres se fondent, ils ajoutent de l'eau à l'océan.

Projections mondiales et régionales

Le long de la côte est des États-Unis, le niveau de la mer augmente plus rapidement que la moyenne mondiale en raison de la combinaison des changements de circulation océanique, des effets gravitationnels de la fonte des nappes glaciaires et de la subsidence des terres. New York, en particulier, connaît une hausse du niveau de la mer à peu près deux fois plus élevée que la moyenne mondiale.

Ces différences régionales sont importantes pour la planification.Une ville ne peut pas simplement adopter des projections mondiales et les appliquer localement; elle doit tenir compte de la géologie locale, des courants océaniques et des activités humaines qui affectent l'altitude des terres. Le sixième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) fournit des projections régionales qui sont essentielles pour la planification de l'adaptation locale.

Expansion thermique et fonte de glace

L'expansion thermique de l'eau de mer représente environ un tiers de l'élévation observée du niveau de la mer. Alors que l'océan absorbe l'excès de chaleur piégée par les gaz à effet de serre, les molécules d'eau se séparent, augmentant le volume de l'océan. Il s'agit d'un processus autorenforçant : l'eau plus chaude accélère également la fonte des rayons de glace d'en bas, ce qui permet à la glace terrestre de s'écouler plus rapidement dans l'océan.

Les recherches récentes suggèrent que certaines parties de l'Antarctique occidental s'approchent d'un point de basculement, où l'eau chaude de l'océan sape les plateaux de glace qui retiennent des glaciers massifs. Si ces glaciers s'effondrent, le niveau mondial de la mer pourrait augmenter de plusieurs mètres au cours des siècles à venir, les impacts les plus graves étant concentrés dans la seconde moitié de ce siècle et au-delà.

Étude de cas : New York

La ville et le littoral de la ville, qui se trouvent à 835 kilomètres, comprennent des quartiers résidentiels densément développés, des districts commerciaux, des parcs et des infrastructures essentielles.Plus de 400 000 habitants vivent dans la plaine inondable actuelle, qui devrait augmenter considérablement à mesure que le niveau de la mer augmentera.

Vulnérabilité géographique

La géographie de New York et du port de New York amplifie son exposition. La ville est située à la confluence de la rivière Hudson, de la rivière East et du port de New York, ce qui la rend vulnérable aux ondes de tempête de plusieurs directions. L'embouchure étroite du port de New York peut entonner des ondes de tempête dans le port et le haut des rivières, créant des niveaux d'eau plus élevés que ce qui se produirait le long d'une côte ouverte.

Risque de tempête et d'ouragan

Les changements climatiques devraient augmenter à la fois l'intensité et la fréquence des précipitations extrêmes et des ouragans dans le nord-est des États-Unis. Bien que le nombre total d'ouragans ne puisse pas augmenter, la proportion qui atteint l'intensité de catégorie 4 ou 5 est susceptible d'augmenter. Les températures de surface de la mer plus chaudes fournissent plus d'énergie pour les tempêtes, et une atmosphère plus chaude peut contenir plus d'humidité, ce qui entraîne des précipitations plus fortes.

Investissements dans l'adaptation

En réponse à Sandy, New York a investi des milliards de dollars dans des mesures de résilience. Le U.S. Army Corps of Engineers étudie un système de barrières de tempête qui pourrait fermer l'entrée du port lors d'événements extrêmes. La ville a également élevé des bâtiments sujets aux inondations, installé des améliorations de drainage et construit des espaces de parc qui doublent comme zones de stockage d'eau de crue.

Étude de cas: Shanghai

Shanghai est à bien des égards l'enfant d'affiche mondiale pour le risque d'inondation côtière. Avec une population de plus de 24 millions d'habitants, la ville est la plus grande métropole côtière au monde, et une grande partie de son noyau urbain se trouve à quelques mètres au-dessus du niveau de la mer. Shanghai’ sa vulnérabilité est façonnée par son emplacement sur le delta du fleuve Yangtze, une région qui coule naturellement et est fortement conçue avec des digues et des structures de contrôle des inondations.

Géographie deltaïque et subsidence des terres

Le delta du Yangtze est un environnement dynamique où la sédimentation et la subsidence se produisent naturellement. Cependant, les activités humaines ont accéléré la subsidence de façon spectaculaire. Pendant des décennies, Shanghai a extrait les eaux souterraines de l'aquifère sous-jacent pour alimenter sa population et son industrie croissante, ce qui a fait que la surface terrestre s'est effondrée à des taux allant jusqu'à 10 millimètres par an dans certaines régions.

Exposition économique

Shanghai est le cœur économique de la Chine. La ville génère environ 3,8% du PIB national, et son port gère plus de 40 millions d'unités équivalentes de vingt pieds (EVP) de fret conteneurisé annuellement. Un événement majeur d'inondation à Shanghai aurait des impacts économiques en cascade qui s'étendent bien au-delà des limites de la ville, perturbant les chaînes d'approvisionnement mondiales qui dépendent du port et des réseaux de fabrication qui y alimentent. La Banque mondiale a identifié Shanghai comme l'une des villes les plus exposées à l'augmentation du niveau de la mer, avec des pertes annuelles potentielles d'inondation qui pourraient atteindre des dizaines de milliards de dollars au milieu du siècle.

Solutions d'ingénierie

Shanghai a investi beaucoup dans des solutions d'ingénierie robuste. La ville est protégée par un système de digues, de digues et de vannes d'inondation qui ont été progressivement levés et renforcés au cours des décennies. La structure la plus remarquable est la porte de crue de Wusongkou, une barrière massive en acier à l'embouchure du ruisseau Suzhou qui peut être proche pour empêcher les ondes de tempête d'entrer dans la ville. Shanghai exploite également un vaste réseau de stations de pompage et de canaux de drainage conçus pour éliminer les eaux d'inondation lors de fortes précipitations.

Risques comparatifs dans les mégapoles côtières

Les villes de New York et de Shanghai sont confrontées à deux extrémités d'un spectre de risques côtiers, mais les défis auxquels elles sont confrontées sont partagés par les villes du monde entier. Mumbai, Kolkata, Miami, Tokyo, Jakarta, Lagos et Bangkok sont tous confrontés à des combinaisons similaires de pressions d'urbanisation, de subsidence et de mers montantes. Une étude de 2021 publiée dans Nature Communications a estimé qu'à 2100, dans un scénario à forte émission, jusqu'à 630 millions de personnes pourraient vivre sur des terres en deçà des niveaux d'inondation annuels prévus, la majorité étant concentrée en Asie.

Chaque ville apporte son propre ensemble de contraintes au défi de l'adaptation. Jakarta coule si rapidement que le gouvernement indonésien construit une toute nouvelle capitale sur l'île de Bornéo. Venise a installé un système ambitieux de portes mobiles d'inondation appelé MOSE, mais il est confronté à des questions sur la viabilité à long terme et les impacts écologiques. Miami est aux prises avec l'intrusion des eaux souterraines dans sa fondation calcaire poreuse, rendant même les événements d'inondation non-température de plus en plus communs.

Stratégies d'adaptation et cadres politiques

L'ampleur du défi des risques côtiers exige un large éventail de stratégies d'adaptation. Aucune solution ne suffira; une adaptation efficace exige une combinaison de travaux d'ingénierie, de solutions fondées sur la nature, d'aménagement du territoire et de réforme institutionnelle.NOAA Climate.Gov portail documents une large gamme d'options d'adaptation que les villes commencent à explorer.

Approches techniques

Les digues, les barrières d'inondation, les digues et les digues constituent la forme la plus visible et la plus traditionnelle de protection côtière, qui peut être efficace pour gérer des niveaux modérés d'élévation du niveau de la mer, mais qui comporte des limites importantes. Elles sont coûteuses à construire et à entretenir, elles peuvent perturber les processus et écosystèmes côtiers naturels, et elles créent un faux sentiment de sécurité qui peut encourager le développement continu dans les zones sujettes aux inondations.

Malgré ces limites, l'ingénierie solide restera une composante nécessaire de l'adaptation côtière pour de nombreuses villes. La clé est de concevoir des systèmes qui peuvent être adaptés au fil du temps à mesure que le niveau de la mer continue d'augmenter, plutôt que de verrouiller un niveau fixe de protection.

Solutions basées sur la nature

Les solutions fondées sur la nature, souvent appelées adaptation écosystémique, offrent une approche complémentaire qui peut apporter de multiples avantages.Restaurer les zones humides côtières, les mangroves, les récifs d'huîtres et les dunes peut tamponner l'énergie des vagues, absorber les ondes de tempête et piéger les sédiments qui contribuent à construire l'altitude naturellement.Ces écosystèmes fournissent également un habitat pour la pêche, améliorent la qualité de l'eau et offrent des avantages récréatifs et esthétiques aux résidents urbains.

Dans la pratique, il est difficile d'intégrer des solutions fondées sur la nature dans des villes côtières densément développées. L'espace est rare et l'environnement bâti peut empêcher la migration terrestre des écosystèmes côtiers qui se produiraient naturellement. Cependant, les villes trouvent des moyens créatifs d'intégrer l'infrastructure verte à la conception urbaine. New York construit des jardins pluviaux en bordure de rue, des chaussées poreuses et des toits verts pour gérer le ruissellement des eaux pluviales. Shanghai a investi dans de vastes programmes d'écologisation urbaine, y compris la création de parcs le long de la rivière Huangpu qui fournissent un stockage des inondations et de l'espace public.

Gouvernance et planification

L'adaptation efficace exige plus que des solutions techniques; elle nécessite des structures de gouvernance qui peuvent coordonner plusieurs administrations, organismes et horizons temporels. Les villes côtières couvrent souvent plusieurs municipalités et États ou provinces, et la planification de l'adaptation peut être fragmentée. New York doit coordonner avec l'État de New York, le New Jersey et le gouvernement fédéral sur la protection contre les inondations régionales. Shanghai doit travailler en Chine et dans le cadre du système de planification centralisé tout en répondant aux conditions locales et aux besoins des intervenants.

Les règlements de zonage peuvent restreindre la construction dans les zones les plus vulnérables, exiger des normes élevées de construction et intégrer le risque d'inondation dans les décisions concernant les grands investissements en infrastructures. Certaines villes explorent la possibilité de retraiter les personnes et les biens en les relogant de façon coordonnée, loin des zones à risque élevé. Bien que la retraite soit politiquement difficile et socialement perturbatrice, elle peut devenir de plus en plus nécessaire, car l'élévation du niveau de la mer rend certaines zones inhabitables.

Le rôle des projections climatiques dans l'urbanisme

La planification de l'adaptation dépend de projections fiables de l'élévation future du niveau de la mer et de la probabilité connexe d'inondations. Toutefois, les projections sont intrinsèquement incertaines et les planificateurs doivent prendre des décisions dans des conditions d'incertitude profonde quant à la mesure dans laquelle le niveau de la mer augmentera et à quelle vitesse.

Au lieu de s'engager dans un seul plan à long terme, une approche par voie adaptative identifie une série de décisions qui peuvent être prises au fil du temps à mesure que les conditions évoluent. Par exemple, une ville pourrait commencer par élever les normes de construction et investir dans des solutions fondées sur la nature, étant entendu que si le niveau de la mer dépasse un certain seuil, des mesures d'ingénierie intensive plus coûteuses ou une retraite gérée peuvent être nécessaires.

La planification fondée sur des scénarios nécessite des investissements dans les capacités de surveillance et de modélisation.Les villes ont besoin de données sur l'altitude à haute résolution, de réseaux marégraphiques et de modèles qui peuvent simuler les inondations selon différents scénarios de niveau de mer et de tempête.Elles ont également besoin de mécanismes pour mettre à jour régulièrement leurs évaluations des risques et ajuster leurs plans en conséquence.

Regard vers l'avenir : l'impératif d'action

Les risques que présente l'élévation du niveau de la mer pour les villes côtières ne sont ni lointains ni hypothétiques, ils touchent déjà les communautés et vont s'accélérer dans les décennies à venir. Pour les villes comme New York et Shanghai, le choix n'est pas de s'adapter, mais de le faire rapidement et efficacement. Les coûts de l'inaction sont mesurés dans des vies perturbées, des économies endommagées et des opportunités perdues.

La coopération internationale et le partage des connaissances sont des éléments essentiels de la réponse mondiale. Des organisations comme C40 Cities Climate Leadership Group aident les villes à partager les meilleures pratiques et à défendre le soutien politique et le financement nécessaires pour mettre en œuvre des programmes d'adaptation ambitieux.

Le défi de l'urbanisation côtière et de l'élévation du niveau de la mer est l'un des enjeux qui ont marqué le XXIe siècle. Il met à l'épreuve notre capacité à planifier à long terme dans des systèmes politiques qui favorisent souvent les retours à court terme. Il exige que nous réconciliions les valeurs concurrentes du développement économique, de la protection de l'environnement et de l'équité sociale.