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

Les Pays-Bas, avec leurs 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 expérimentée de la côte, causée à la fois par des processus naturels et par des interventions humaines, effectuée 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 régionale du niveau de la mer de 0,65 à 1,3 m d’ici à 2100 et de 2 à 4 m d’ici à 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 commencé des interventions régulières d'alimentation en 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 d’alimentation en sable est fixé dans les documents d’orientation à 12 millions de m3. Il s’agit du montant nécessaire pour préserver l’ensemble des fondations côtières néerlandaises (la zone située entre les dunes et les –20 m de profondeur 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 plus constante du niveau de la mer prévue. Les opérations traditionnelles d'alimentation du sable (en déposant du sable sur la plage) ont été progressivement complétées par une alimentation sous-marine sur l'estran, 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-nourriture» ont émergé depuis 2006. Des idées d’expansion côtière sur la côte de Delfland ont déjà été suggérées depuis les années 1970 et ont reçu une forte impulsion au début des années 2000 de la part de la province de Hollande-Méridionale. Un plan d'étude a débuté en 2009, axé sur le dépôt d'un énorme volume de sable en une seule opération, permettant que le vent, les vagues et les courants répandent progressivement le sable le long de la côte sur une période plus longue que les initiatives traditionnelles 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:

• Protection de l'arrière-pays contre les inondations dues à la mer, en maintenant des systèmes de protection de l'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, ce qui signifie préserver l'équilibre entre le niveau moyen de la mer et les budgets sédimentaires.

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 à sable:

• Encouragement de la croissance naturelle des dunes et préservation d'une large plage le long de la côte de Delfland entre Hook of Holland et Scheveningen. Cela offrira des fonctions de protection côtière ainsi que des avantages pour la conservation de la nature et les activités de loisirs.
• Développement des connaissances et innovation dans le but de déterminer dans quelle mesure l'entretien du littoral et la valeur ajoutée pour les loisirs et la nature peuvent être réalisés conjointement, également dans la perspective de l'élévation du niveau de la mer.
• Création d'une zone de loisirs et de nature attrayante sur la côte de Delfland.

Le concept de «méga-nourriture», en tant que source durable de sable, déposée en une seule opération, a été mis en œuvre dans le cadre du projet pilote Sand Motor, mené sur la côte de Delfland (Hollande du Sud), où des interventions régulières en matière d’alimentation ont été menées depuis les années 1990 pour lutter contre 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. C'est une grande alimentation réalisée en 2011, immédiatement après un renforcement général de la zone côtière de Delfland. Il s'agissait de 21,5 millions de mètres cubes de sable extraits à dix kilomètres au large et déposés le long de la côte, pour former une péninsule en forme d'hameçon de 128 ha, comprenant un lac de dunes et un lagon. L'intervention a été complétée par deux opérations d'alimentation de l'estran menées de part et d'autre de la péninsule.

Cette «méga-alimentation» suit l’approche «Construire avec la nature». La quantité de sable déposée 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 en sable, tout en offrant de nouvelles zones pour la nature et de nouvelles possibilités d'activités récréatives.

Dans sa forme originale, le Sand Motor dépassait de 1 km dans la mer et s'étendait sur 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 moteur à sable a été sélectionnée 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 de nature et d'installations de loisirs, développement des connaissances.

Depuis la construction du Sand Motor en 2011, le sable s'est en effet répandu le long de la côte, avec une accrétion côtière tant au sud qu'au nord. Cela a conduit et conduit encore à des changements dans la forme du moteur de sable, avec (logiquement) la plus forte évolution dans la première année après la construction. Les développements éphémères du Sand Motor ont créé de nouvelles formes morphologiques et de nouveaux paysages: une «craie de sable», une lagune, un canal de marée, la plaine de plage sur le côté sud du Sand Motor, et différents modèles de bancs de sable. De plus, un nouveau lac de dunes, doté d'un système de drainage et de surveillance, a été créé à la base de l'hameçon pour s'assurer que le Sand Motor n'aura pas d'impact négatif sur les flux d'eau souterraine dans le bassin versant d'eau potable de Solleveld du côté terrestre.

Le moteur de sable a été réalisé après un accord signé par la province de Hollande-Méridionale, Rijkswaterstaat, la ville de Hague, les autorités municipales de Westland, le Conseil de contrôle des eaux du district de Delfland et la Fédération environnementale de Hollande-Méridionale. Le projet a été co-conçu par les signataires tout au long des ateliers et son emplacement a été communément décidé pour éviter tout impact négatif sur les parties prenantes engagées. Outre les parties participant à l’accord, la société civile a également été consultée et a eu la possibilité de poser des questions et de formuler des objections formelles au moyen de procédures juridiques, en particulier pendant la phase de planification.

Grâce à l'initiative sand Motor, la protection à long terme de la côte (objectif principal) est combinée à l'expansion de la nature (nouvel habitat pour la flore et la faune locales) et à de nouveaux espaces de loisirs, répondant aux multiples objectifs 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, soulignant 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 semblables à celles de Sand Motor sont envisagées dans plusieurs endroits à l'extérieur des Pays-Bas, tant en Europe (p. ex., Suède, Royaume-Uni, 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) avec une granulométrie suffisamment compatible avec les caractéristiques de la plage de dépôt. La disponibilité du sable est une question à considérer dans la transférabilité de la pratique.

Le Sand Motor est une zone côtière unique comprenant des plateaux de sable qui sont immergés 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. Celles-ci pourraient être maîtrisées grâce à une combinaison d'informations destinées au public, d'une attention particulière des garde-côtes assistés par des relevés bathymétriques et d'une application pour smartphone.

Le projet a été financé par la province de Hollande-Méridionale et Rijkswaterstaat; le coût de l'intervention était de 70 millions d'euros.

Après l'intervention, un intense effort de suivi a été réalisé. Cinq ans après la construction du Sand Motor, les résultats des activités de surveillance montrent sa contribution à la protection des côtes, en particulier à proximité du Sand Motor. La côte au Sand Motor et immédiatement au nord et au sud s'est déplacée et est maintenant située au large 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 à la flore et à la faune, en particulier dans et autour de la partie abritée et peu profonde de la lagune. En outre, le Sand Motor offre une nouvelle grande zone qui est utilisée à des fins récréatives, conformément aux attentes de l'Autorité provinciale de la Hollande-Méridionale. D'autres avantages concernent les connaissances acquises sur le système côtier et les possibilités de mettre en œuvre cette intervention innovante pour renforcer le littoral.

La longue durée de vie prévue du Sand Motor (environ 20 ans) est un net avantage de l'intervention par rapport à l'alimentation traditionnelle en 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'effets. 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 créé pour gérer l'inondation désastreuse de 1953) a été mandaté par le secrétaire néerlandais des travaux publics et de 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 façon 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 des Pays-Bas à l'épreuve du climat, davantage intégré dans la loi Delta. Construire avec l'approche de la nature, avec l'alimentation du 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 à long terme.

La phase de planification de Sand Motor comprenait la procédure d'évaluation de l'impact sur l'environnement, afin d'identifier les solutions de remplacement les plus réalisables et les plus respectueuses de l'environnement pour la gestion côtière basée sur l'alimentation.

Le Sand Motor a été construit entre mars 2011 et novembre 2011 et depuis son achèvement, l'intervention a été étroitement surveillée. Une première évaluation complète du fonctionnement du Sand Motor a été réalisée cinq ans après 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 indiqué que 95 % du volume de sable se trouve toujours dans la zone de dépôt, ce qui donne à penser 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 

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