Variations du niveau de la mer dans le Golfe de Guinée et risques littoraux : focus sur l’estuaire du Wouri

– Lucrèce Djeumeni, Doctorant, Legos –

Résumé :

Les zones côtières du Golfe de Guinée, essentielles sur le plan écologique et socio-économique pour les populations d’Afrique, sont particulièrement exposées aux menaces telles que les inondations, les submersions marines, l’érosion côtière et la subsidence. Ces problématiques sont accentuées par les activités humaines et le changement climatique, et notamment l’élévation du niveau de la mer. Par conséquent, il est crucial de comprendre et surveiller les variations du niveau marin côtier de cette région densément peuplée et vulnérable. Toutefois, ces objectifs sont complexes de par le nombre limité de stations de mesure in-situ dans le Golfe de Guinée. L’altimétrie satellitaire, avec plus de 30 ans de données sur les variations du niveau de la mer, offre une perspective à ce problème. Bien qu’initialement fiable uniquement à plus de 20-30 km des côtes en raison des interférences terrestres et difficultés de traitement, grâce à des progrès récents, cette technique commence à fournir des données précises sur le niveau de la mer à proximité immédiate des côtes, entre 0 et 20 km. Cette avancée nous a permis de développer et valider un réseau de « stations virtuelles » le long de la côte du Golfe de Guinée, générant des séries temporelles longues et continues des variations du niveau de la mer en accord général (corrélation > 0.5) avec celles des données des marégraphes disponibles. Nous en avons dérivé les constituants des ondes de marée principales. Comparés aux marégraphes, le signal de marée côtier dérivé de l’altimétrie est légèrement sous-estimé, mais les différences ne dépassent pas 6.5 cm, représentant moins de 6 % du signal total. Nous avons montré que ce réseau de marégraphes virtuels est une alternative aux mesures in-situ où ces dernières ne sont pas disponibles. Nous nous sommes ensuite focalisés sur le cas de l’estuaire du Wouri en utilisant la complémentarité entre une station virtuelle altimétrique située juste au large de l’estuaire et le réseau de marégraphes situé à l’intérieur. Pour ce faire, une partie des données de ce dernier a été numérisée et validée. Nous avons analysé les processus dynamiques à l’origine des variations de hauteur de la mer observées. La marée est le facteur prédominant, contribuant à plus de 96 % des variations du niveau de la mer locale. L’étude de l’ensemble de données altimétrie-marégraphie met en évidence une amplification et un déplacement de la marée à mesure que l’on pénètre dans l’estuaire. Nous avons montré que d’autres facteurs que la marée, comme l’effet barométrique inverse, le débit des rivières et le signal saisonnier, bien qu’ayant une contribution moindre, influencent de manière significative les hauteurs maximales et minimales des eaux dans l’estuaire du Wouri. En outre, le signal des résidus sans marée présente une variabilité interannuelle et saisonnière marquée. Ce dernier est caractérisé par un cycle semi-annuel avec des maxima en octobre (pic majeur) et entre février et mars (secondaire). Nous avons ensuite étudié les évènements de hauteurs d’eau extrêmes dans l’estuaire du Wouri et leur possible rôle dans les inondations répertoriées à Douala. Les événements extrêmes suivent un cycle saisonnier prononcé, et ont principalement lieu en septembre et octobre, coïncidant avec la grande saison des pluies. Ils apparaissent modulés par le cycle saisonnier de hauteur de la mer qui amplifie ou atténue les hauteurs d’eau extrêmes observées selon la période de l’année. Nous avons étudié en détail deux événements exceptionnels, en d’Août 2020 et 2022. Le premier correspond à l’inondation la plus importante jamais enregistrée à Douala. Pour aller plus loin, il faudrait des données in-situ complémentaires et un modèle numérique local.

Mots clés : niveau de la mer, Golfe de Guinée, estuaire du Wouri, station altimétrique virtuelle,

marégraphe, marée.

Jury :

• M. Vincent ECHEVIN, Rapporteur, IRD/LOCEAN
• M. Mikhail KARPYTCHEV, Rapporteur, Université de la Rochelle
• M. Laurent TESTUT, Examinateur, CNAP / Université de La Rochelle
• Mme Claude ESTOURNEL, Examinatrice, CNRS/LEGOS
• M. Armand NZEUKOU, Examinateur, Université de Dschang
• Mme Florence BIROL, Directrice de thèse, Université Toulouse III – Paul Sabatier
• M. Raphael ONGUENE, Co-directeur de thèse, Université de Douala
• M. Serge DZONDE NAOUSSI, Co-directeur de thèse, Université de Douala