Sand Motor — construction avec une solution naturelle pour améliorer la protection du littoral le long de la côte du Delfland (Pays-Bas)

Les Pays-Bas, avec ses 350 km de côtes, neuf millions d’habitants vivant dans les zones côtières et de vastes régions situées en dessous du niveau moyen de la mer, sont gravement exposés au risque d’inondations côtières. L’érosion de la côte, causée à la fois par des processus naturels et par des interventions humaines, menées dans le bassin versant au cours des derniers siècles, est exacerbée par l’augmentation actuelle et prévue de l’élévation du niveau de la mer. Une élévation du niveau de la mer régionale de 0,65 à 1,3 m d’ici 2100 et de 2 à 4 m d’ici 2200, y compris l’effet de l’affaissement des terres, devrait être prise en compte, selon le Comité Delta, lors de la prise de décisions ayant un impact durable sur la protection contre les inondations.

Depuis les années 90, pour faire face au problème de l’érosion côtière, Rijkswaterstaat a lancé des interventions régulières pour nourrir le sable. En tant qu’objectif opérationnel, il a été décidé de préserver le littoral à sa position (la référence est la situation de l’année 1990). Le volume annuel de l’alimentation en sable est fixé dans les documents de politique à 12 millions de^m³. Il s’agit du montant nécessaire pour préserver l’ensemble de la fondation côtière néerlandaise (la zone entre les dunes et la profondeur de — 20 m en mer), en tenant compte du taux d’élévation du niveau de la mer qui s’est produit au siècle dernier (18 cm/siècle). On s’attend à ce que ce volume augmente au cours des prochaines décennies en raison de l’élévation du niveau de la mer qui devrait être plus cohérente. Les opérations traditionnelles d’alimentation du sable (en déposant du sable sur la plage) ont été progressivement complétées par des aliments sous-marins sur le littoral, une approche beaucoup moins coûteuse permettant aux forces naturelles de redistribuer le sable et de réduire les impacts sur les fonctions côtières.

Afin d’étudier un moyen encore plus efficace de maintenir la côte, des idées de «méga-nourition» ont émergé depuis 2006. Des idées d’expansion côtière sur la côte du Delfland ont déjà été suggérées depuis les années 1970 et ont reçu une forte impulsion au début des années 2000 par la province de Hollande du Sud. Une étude de plan a débuté en 2009, axée sur un gisement d’un énorme volume de sable en une seule opération, permettant que le vent, les vagues et les courants étalent progressivement le sable le long de la côte sur une plus longue période de temps par rapport aux initiatives traditionnelles en matière d’alimentation.

L’objectif principal de la politique côtière nationale néerlandaise est le maintien durable de la zone côtière à différentes échelles de temps et d’espace:

• La protection de l’arrière-pays contre les inondations provenant de la mer, par le maintien de défenses en eau salubre;
• Maintenir le littoral (avec le littoral de base comme référence), en préservant toutes les fonctions côtières;
• Maintien de la fondation côtière dans le contexte de l’élévation relative du niveau de la mer, c’est-à-dire préserver l’équilibre entre le niveau moyen de la mer et les budgets des sédiments.

Comme indiqué dans le rapport sur les quatre premières années du programme de suivi et d’évaluation, les trois objectifs suivants ont été formulés pour le moteur de sable:

• Encouragement à la croissance naturelle des dunes et préservation d’une large plage le long de la côte du Delfland entre le Crochet de Hollande et Scheveningen. Cela fournira des fonctions de protection côtière ainsi que des avantages pour la conservation de la nature et les activités de loisirs.
• Le développement des connaissances et l’innovation dans le but de déterminer dans quelle mesure l’entretien des côtes et la valeur ajoutée pour les loisirs et la nature peuvent être réalisés conjointement, y compris dans la perspective de l’élévation du niveau de la mer.
• Création d’une zone de loisirs et de nature attrayante sur la côte du Delfland.

Le concept de «méga-nourriture», en tant que source durable de sable, déposé en une seule opération, a été mis en œuvre dans le cadre du projet pilote Sand Motor, réalisé sur la côte du Delfland (Pays-Bas-Sud), où des interventions régulières d’alimentation ont été menées depuis les années 1990 pour contrer l’érosion côtière.

Le Sand Motor est une intervention innovante pour protéger les zones côtières basses des impacts de l’élévation du niveau de la mer. Il s’agit d’un grand aliment effectué en 2011, immédiatement après un renforcement général de la zone côtière du Delfland. Il a impliqué 21,5 millions de mètres cubes de sable extrait dix kilomètres au large et déposé le long de la côte, pour former une péninsule en forme d’hameçon de 128 ha, y compris un lac de dunes et une lagune. L’intervention a été complétée par deux opérations d’alimentation de l’avant-rivage menées de part et d’autre de la péninsule.

Ce «méga-nourriture» suit l’approche Bâtiment avec la nature. La quantité de sable déposé agit comme un tampon contre l’élévation du niveau de la mer. L’approche réduit la fréquence des perturbations des écosystèmes locaux causées par des interventions régulières d’alimentation du sable, tout en offrant de nouvelles zones pour la nature et de nouvelles possibilités d’activités récréatives.

Dans sa forme originale, le Sand Motor a sailli à 1 km dans la mer et s’est étendu le long de 2 km de côte. À de nombreux endroits, il s’élève jusqu’à 5 mètres au-dessus du niveau moyen de la mer. La conception finale du Sand Motor a été choisie comme étant la plus conforme aux trois principaux objectifs définis dans l’évaluation des incidences sur l’environnement réalisée pour la réalisation du projet: croissance des dunes, création de plus d’installations naturelles et de loisirs, développement des connaissances.

Depuis la construction du Sand Motor en 2011, le sable s’est en effet étendu le long de la côte, avec une accrétion côtière à la fois au sud et au nord. Cela a conduit et conduit toujours à des changements dans la forme du Sand Motor, avec (logiquement) l’évolution la plus forte dans la première année après la construction. Les développements transitoires du Sand Motor ont créé de nouvelles formes et paysages morphologiques: une «crainte de sable», une lagune, un canal de marée, la plaine de plage du côté sud du Sand Motor, et différents modèles de bancs de sable. En outre, un nouveau lac de dunes, doté d’un système de drainage et de surveillance, a été créé à la base de l’hameçon afin que le Sand Motor n’ait pas d’impact négatif sur les flux d’eau souterraine dans la zone de captage de l’eau potable Solleveld du côté terrestre.

Le Sand Motor a été réalisé à la suite d’un accord signé par la province de Hollande du Sud, Rijkswaterstaat, la ville de La Haye, les autorités municipales de Westland, le Delfland District Water Control Board et la South Holland Environmental Federation. Le projet a été co-conçu par les signataires tout au long des ateliers et son emplacement a été généralement décidé pour éviter tout impact négatif sur les parties prenantes impliquées. Au-delà des parties à l’accord, la société civile a également été consultée et a eu la possibilité de poser des questions et de s’opposer formellement par le biais de procédures juridiques, en particulier pendant la phase de planification.

Grâce à l’Initiative des moteurs de sable, la protection à long terme de la côte (objectif principal) est combinée à l’expansion de la nature (nouveau habitat pour la flore et la faune locales) et à un nouvel espace de loisirs, répondant aux multiples cibles des différents acteurs. Cela a suscité un intérêt national et international considérable pour le Sand Motor. EcoShape, un effort conjoint impliquant des entreprises néerlandaises de dragage et d’ingénierie, le secteur de la connaissance et le gouvernement, a contribué à diffuser et à promouvoir l’initiative Sand Motor, mettant en avant son approche «Building with Nature». Parallèlement au Sand Motor, plusieurs programmes de recherche ont été mis en place, dont NatureCoast, avec trois post-doctorants et douze doctorants.

Des solutions similaires à Sand Motor sont envisagées dans plusieurs endroits en dehors des Pays-Bas, tant en Europe (par exemple, en Suède, au Royaume-Uni, en Belgique) qu’ailleurs (États-Unis, Mexique). La réalisation de l’intervention a nécessité l’utilisation d’un volume important de sable extrait au large (21,5 millions de mètres cubes) d’une taille de grain suffisamment compatible avec les caractéristiques de la plage de dépôt. La disponibilité du sable est une question à prendre en compte dans la transférabilité de la pratique.

Le Sand Motor est une zone côtière unique comprenant des plateaux de sable qui sont submergés deux fois par jour à marée haute. Les effets secondaires de l’intervention ont été la création de nouveaux courants résultant de la nature dynamique et de la forme changeante de la péninsule en forme de crochet, créant des situations dangereuses temporaires, en particulier pour la baignade. Ceux-ci pourraient être gardés sous contrôle par une combinaison d’informations au public, une attention supplémentaire des gardes côtiers qui ont été assistés par des enquêtes bathymétriques et par une application smartphone.

Le projet a été financé par la province de Hollande du Sud et Rijkswaterstaat; le coût de l’intervention était de 70 millions d’euros.

Après l’intervention, un effort de surveillance intense a été réalisé. Cinq ans après la construction du Sand Motor, les résultats des activités de surveillance montrent sa contribution à la protection côtière, en particulier à proximité du Sand Motor. La côte du Sand Motor et immédiatement au nord et au sud s’est déplacée et est maintenant située vers la mer de la côte de base. Des recherches approfondies menées jusqu’à présent ont démontré que le nouveau banc de sable créé par le Sand Motor, offre un nouvel habitat pour la flore et la faune, en particulier dans et autour de la partie abritée et peu profonde du lagon. En outre, le Sand Motor propose une nouvelle grande surface utilisée à des fins récréatives, conformément aux attentes de l’autorité provinciale de Hollande-Sud. D’autres avantages concernent les connaissances acquises sur le système côtier et les possibilités de mettre en œuvre cette intervention innovante pour renforcer la côte.

La longue durée de vie prévue du Sand Motor (environ 20 ans) est un avantage évident de l’intervention par rapport à la nourriture traditionnelle de sable nécessitant des interventions régulières avec un grand volume de sable perturbant fréquemment les fonds marins. Cinq ans après l’intervention, Sand Motor est considéré comme une alternative réaliste pour la gestion côtière en termes de coûts et d’effet. Une évaluation économique complète de l’intervention innovante par rapport aux solutions de maintenance conventionnelles n’a pas encore été formulée.

En 2008, un nouveau comité Delta (après le premier mis en place pour gérer la catastrophe de 1953) a été commandé par le secrétaire néerlandais aux travaux publics et à la gestion de l’eau, avec pour mandat de formuler une vision sur la protection à long terme de la côte néerlandaise et de son arrière-pays. Ce deuxième comité du delta de l’État a fourni des suggestions sur la manière de protéger la côte néerlandaise et l’arrière-pays de basse altitude contre les impacts attendus du changement climatique, y compris l’élévation du niveau de la mer et les inondations côtières. Ces recommandations, dans une vision intégrée pour l’avenir s’étendant jusqu’en 2100, ont alimenté le programme Delta pour un Pays-Bas résistant au climat, intégré dans la loi Delta. Construire avec l’approche de la nature, avec la nourriture de sable pour protéger les zones côtières de la mer du Nord contre les inondations fait partie des recommandations du Comité Delta à suivre à moyen et long terme.

La phase de planification de Sand Motor comprenait la procédure d’évaluation des incidences sur l’environnement, afin d’identifier les solutions de rechange les plus réalisables et les plus respectueuses de l’environnement pour une gestion côtière fondée sur l’alimentation.

Le Sand Motor a été construit entre mars 2011 et novembre 2011 et, depuis son achèvement, l’intervention a fait l’objet d’un suivi attentif. Une première évaluation complète du fonctionnement du Sand Motor a été achevée après cinq ans de sa construction (en 2016) et l’évaluation finale est attendue pour 2021.

La durée de vie prévue du Sand Motor est d’au moins 20 ans, au cours desquels on s’attend à ce que le vent, les vagues et les courants répandent le sable le long de la côte entre le Crochet de Hollande et Scheveningen. Cependant, la redistribution complète du sable déposé prendra certainement plus de 20 ans, avec les avantages du Sand Motor également après les 20 premières années. Après les quatre premières années de la construction de Sand Motor, les résultats de la surveillance ont révélé que 95 % du volume de sable se trouve toujours dans la zone de dépôt, ce qui suggère que la durée de vie du projet pilote pourrait être plus longue que prévu.

Marcel Taal
Deltares, Marine and Coastal Management
E-mail: Marcel.Taal@deltares.nl 

Ben Girwar
Province of Holland
E-mail: bs.girwar@pzh.nl 
General e-mail: zandmotor@kustvisiezuidholland.nl

Carola van Gelder-Maas
Rijkswaterstaat
E-mail: carola.van.gelder-maas@rws.nl 

Sand Motor website, Deltares, Rijkswaterstaat and Province of Holland