Marais résistants aux vagues de deux mètres : le sol résiste, mais la végétation a des limites

Saviez-vous que les marais sont capables de réduire la force apportée par les vagues entre 10 et 50 % dans le cas de côtes abritées ; et cela en tenant compte du fait que sa végétation perd sa capacité protectrice face à ce défi.

Telles sont les conclusions d'une étude qui s'est concentrée sur l'analyse de la force de ces tempêtes en mer par rapport à la résistance de ces marais et quel potentiel ils ont pour la défense naturelle du littoral.

Et à titre d'exemple, rien de mieux que le travail d'une équipe scientifique qui a déplacé des blocs de marais des Pays-Bas vers le canal expérimental Delta Flume, où ils ont reproduit des conditions extrêmes avec des vagues pouvant atteindre deux mètres de haut.

Les résultats permettent de préciser dans quelles conditions ces marais peuvent contribuer à protéger le littoral contre l'érosion et l'action des vagues. Leur conservation et leur récupération peuvent compléter d'autres infrastructures de défense côtière, telles que les digues, à condition que les solutions soient adaptées aux caractéristiques de chaque zone.

Ces travaux mettent en évidence l'importance d'étudier le comportement des écosystèmes côtiers face à des phénomènes extrêmes pour déterminer dans quelle mesure ils peuvent contribuer à réduire les risques liés aux tempêtes.

Les marais et leur lutte contre les tempêtes

En Espagne, on appelle marais des terres très plates et basses, près de la côte ou à l'embouchure des rivières, que la mer recouvre et laisse découvertes au flux et au reflux des marées. Ce sont des paysages de boue et de plantes adaptées au sel, comme les marais de l'Odiel, la baie de Cadix ou Santoña. Ils se distinguent par le fait qu’ils abritent une biodiversité exceptionnelle.

Aux Pays-Bas, les marais salants (ou kwelders en néerlandais) s'étendent principalement le long de la côte de la mer des Wadden et du delta sud-ouest, souvent devant des digues. Là-bas, les tempêtes de la mer du Nord peuvent faire monter le niveau de l'eau de plusieurs mètres et laisser le marais submergé par de grosses vagues, ce qui est inhabituel en Espagne.

Son rôle de barrière naturelle est essentiel dans un pays où un quart du territoire se trouve sous le niveau de la mer et où près de 60 % peuvent être inondés.

Désormais, une expérience publiée dans Nature a testé cette protection contre des vagues allant jusqu'à deux mètres. Le fond du marais s'érode à peine, mais sa végétation se dégrade et il ne ralentit sensiblement les vagues que sur les côtes abritées, avec des vagues pouvant atteindre un mètre.

Le défi de déplacer un marais

En septembre et octobre 2023, le projet a creusé 66 blocs de marais salants royaux, pesant entre 3 000 et 6 000 kilos, dans la réserve de Peazemerlannen (mer des Wadden). Ils ont été extraits de la partie supérieure du marais, au-dessus du niveau des grandes marées, avec des moules de 2 × 2 mètres et des excavatrices de 35 à 50 tonnes. Ils ont choisi la période entre la saison de reproduction et la saison des pluies pour ne pas perturber la faune.

Pim Willemsen, chercheur à l'Université de Wageningen et à Deltares, compare cela à l'utilisation d'un « emporte-pièce géant ». Une vingtaine de camions ont transporté les blocs jusqu'au Deltares Delta Flume, l'un des plus grands canaux à vagues au monde, où les chercheurs les ont entretenus tout au long de l'hiver. Par coïncidence, quelques jours après avoir récupéré les derniers blocs et retiré tout le matériel, le marais a été inondé. « Assez excitant ! » il se souvient.

Ces zones humides sont de plus en plus considérées comme une défense naturelle contre les tempêtes. Ils arrêtent les vagues de deux manières : leur sol surélevé et le frottement de leur végétation. Cependant, il y avait un manque de données sur ce qui se passe avec des vagues supérieures à un mètre.

Le sol des marais résiste aux tempêtes

Dans le canal Delta Flume, l'équipe a construit 306 mètres carrés de vasières devant une digue artificielle et l'a soumise à des vagues de plus en plus grandes, de 0,75 à 2 mètres de haut, pendant environ 29 heures. Au cours des huit dernières heures, ils ont enlevé la partie aérienne des plantes pour mesurer sa contribution.

« Dans des conditions de tempête extrêmes, le fond du marais est resté stable », explique Willemsen au SINC. En 21 heures, la surface n'a baissé en moyenne que de sept millimètres, maintenue par les racines. La végétation, en revanche, a perdu jusqu'à 80 % de sa biomasse et près de la moitié de la longueur de ses tiges. « Même ainsi, leur contribution à l'arrêt des vagues est restée », ajoute Willemsen.

En extrapolant les résultats à l'ensemble du monde, les auteurs estiment que, sur les côtes abritées où les vagues peuvent atteindre un mètre, les plantes réduisent les vagues de 10 à 50 %. Avec des vagues plus grosses, pas plus de 10 %.

Des alliés, pas des substituts

Ces zones humides sont de plus en plus considérées comme une défense naturelle contre les tempêtes. Ils arrêtent les vagues de deux manières : leur sol surélevé et le frottement de leur végétation. Cependant, il y avait un manque de données sur ce qui se passe avec des vagues supérieures à un mètre.

« Les marais ne peuvent pas remplacer les digues. Nous devrions viser une défense côtière hybride, dans laquelle les digues et les marais vont de pair », explique Willemsen.

Concernant les marais espagnols, le chercheur se montre prudent. Comme beaucoup se trouvent sur des côtes abritées, il s’attend à des « ondes de tempête modérées », même si « pour tirer des conclusions, il faudrait mieux évaluer la situation locale ».

Jesús M. Castillo, professeur d'écologie à l'Université de Séville qui étudie les marais du golfe de Cadix, explique au SINC que l'étude montre « l'importance de conserver et de restaurer écologiquement les marais côtiers, entre autres raisons pour atténuer l'impact des tempêtes ». Mais aussi que « cette capacité de protection a une limite, un seuil qu'il ne faut pas franchir dans l'intensité des tempêtes si l'on veut que les marais continuent à nous protéger ».

Une autre voix extérieure, Vicente Negro, professeur à l'Université Polytechnique de Madrid, précise dans des déclarations au SMC Espagne que les marais espagnols, inondés principalement par la marée, n'ont « aucun rapport avec les vagues extrêmes qui sont testées ». En outre, il prévient que les blocs étaient confinés dans le canal, donc en terrain naturel, les résultats « seraient probablement pires ». Malgré tout, il estime que la recherche est « très précieuse et intéressante ».

Les auteurs eux-mêmes reconnaissent n’avoir testé qu’une seule espèce, la graminée Elymus athericus, en hiver. Comme il se brise facilement, ils considèrent leurs résultats comme une estimation prudente.

Pour Willemsen, la première étape consiste à « protéger ce que nous avons » et à donner aux marais des sédiments et de l’espace pour croître avec la montée de la mer. Un changement de regard dans un pays qui gagne depuis des siècles du terrain sur la mer avec des digues et des polders, et qui cherche désormais en eux des alliés pour le défendre.

La conservation de ces sols a également une valeur climatique : les marais salants font partie des écosystèmes de carbone bleu, au même titre que les mangroves et les herbiers marins. Selon la NOAA, une grande partie de ce carbone est stockée sous terre, dans des sédiments saturés d'eau où la décomposition est lente. Sa protection préserve ainsi une réserve de carbone qui complète ses fonctions de refuge de biodiversité et de défense contre les vagues.