Remerciements
Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet INTERREG IV TSUNAHOULE. Les auteurs remercient particulièrement Marion Diard et Fiona Roche (ONF) pour la mise à disposition de documents concernant la réserve de Petite-Terre et à Gilles Landrieu (Parcs nationaux de France) pour l’information sur les mesures de sauvegarde en zones protégées. Les TTT sont calculés avec le logiciel Mirone (Luis, 2007) et certaines figures sont réalisées avec le logiciel GMT (Paul Weissel).

Introduction

1La réserve naturelle de Petite-Terre, créée en 1998 par décret ministériel, est constituée de deux îlets, Terre-de-Bas et Terre-de-Haut, séparée par un lagon (figure 1) et appartient à l’Office National des Forêts (ONF) et au Conservatoire du Littoral tout en étant rattachée à la commune de la Désirade (île la plus à l’est de l’archipel guadeloupéen). La superficie totale de la réserve est de 990 hectares ; une grande partie (85 %) est maritime pour seulement 15 % de terre immergée, en partie marécageuse (salines), avec une toute petite partie culminant autour de 10 mètres (Terre-de-Bas). Ces quelques hectares de terre abritent une remarquable biodiversité préservée de l’évolution socio-économique parfois non adaptée des autres îles de l’archipel, menant à un impact environnemental élevé. On y trouve de nombreuses espèces endémiques comme le karato (agave) ou l’iguane des Petites Antilles (iguana delicatissima), dont certaines en voie d’extinction comme le gaïac. Du fait de cette richesse biologique, mais aussi de son lagon qui lui confère un aspect paradisiaque, Petite-Terre est fréquentée tout au long de l’année par des scientifiques et de nombreux touristes (30 000 par an environ) acheminés depuis la Grande-Terre (Saint-François), mais aussi depuis l’île de la Désirade. Les scientifiques y étudient la faune et la flore particulièrement préservée en comparaison avec le reste de l’archipel tandis que les touristes viennent y prendre du bon temps, lors d’excursions proposées par des croisiéristes ou à l’occasion de courts séjours individuels.

2À l’heure à laquelle les communes littorales tentent d’intégrer les risques naturels marins dans leurs plans communaux de sauvegarde (PCS), la question se pose quant à l’organisation de la mise en sécurité de cette population des îlets de Petite-Terre que l’on peut qualifier de temporaire (mis à part les gardes) en cas de submersion marine rapide (prévisible ou non) d’origine météorologique ou géologique (tsunami). On sait déjà que les houles de nord, même sans être poussées à l’extrême comme l’évènement de mars 2008 (Cooper et al., 2013), posent des problèmes à la navigation dans le secteur Pointe des Châteaux — la Désirade — Petite-Terre du fait d’une résonance locale très marquée ; cela concerne plus particulièrement les navires qui souhaitent entrer ou sortir du lagon de Petite-Terre lorsqu’ils sont exposés à une barre de déferlante à l’entrée nord du lagon en régime de houle de nord à nord-est. Plus généralement, excepté le risque feu de forêt, il semblerait qu’aucun dispositif d’alerte ou de sauvegarde des populations et des espèces protégées n’existe dans les parcs nationaux marins ou littoraux français pour faire face à une catastrophe naturelle comme c’est le cas aux États-Unis (La Push National Park) ou encore en Thaïlande (Mu Ko Surin National Park). Concernant les animaux en danger, l’évacuation d’une espèce de tortues menacée d’extinction avait été organisée par le parc naturel des Galapagos sur l’île d’Isabela lors de l’éruption du volcan Cerro Azul en 1998.

3Dans un premier temps, nous traiterons des enjeux économiques et écologiques de la réserve. Nous verrons ensuite quelle submersion marine l’affecte ou pourrait l’affecter (aléa) ; ce qui nous mènera à une discussion sur la vulnérabilité de Petite-Terre face à l’aléa submersion marine (on parlera alors de risque submersion marine). Pour finir, nous établirons des recommandations pour intégrer ce risque dans la gestion de la réserve, notamment en passant par l’information et la préparation du personnel sur place.

1. Les enjeux de la réserve de Petite-Terre

1.1. Les enjeux humains

5La réserve de Petite-Terre représente un attrait touristique majeur en Guadeloupe avec une fréquentation annuelle de près de 35 000 personnes en 2011 qui fluctue entre les basse et haute saisons (Leclerc, 2012). La majeure partie des visiteurs de la réserve vient à la journée en catamarans de croisière, au départ de Saint-François, et fréquente le site de 9 heures à 16 heures généralement. Les équipes de scientifiques et les bénévoles de l’association désiradienne Ti-Té y séjournent régulièrement plusieurs jours d’affilée. Le temps de trajet depuis Saint-François est de l’ordre de 45 minutes en speed boat et nécessite plus de 2 heures à la voile. Seule Terre-de-Bas est autorisée aux visiteurs. Les activités nautiques et terrestres sont limitées dans la réserve naturelle : les pratiques sont limitées à la randonnée palmée dans le lagon et la promenade sur un sentier balisé autour du phare. On notera que le bivouac est interdit sur toute la réserve, excepté pendant deux périodes bien définies : à Pâques et à la Pentecôte, où il est autorisé uniquement à la cocoteraie en bord de lagon. Outre la présence des touristes, la réserve est également fréquentée par une équipe de gardes de l’Office National des Forêts qui surveille en permanence le site et de manière plus ou moins régulière par des équipes de scientifiques venus étudier la faune et la flore particulières des îlets et du lagon dans le cadre de programmes d’observation, de protection, etc.

1.2. Les enjeux scientifiques

7Outre la fréquentation humaine qui peut être qualifiée de limitée, puisque la plupart des visiteurs (incluant les scientifiques et les gardes) restent au niveau de la cocoteraie et du lagon (figure 1), il y a de nombreuses espèces endémiques qui peuplent l’intégralité de la réserve. Confrontée à la pression humaine, la présence de nombreuses espèces en voie de disparition comme le gaïac, les tortues marines ou l’iguane des Antilles a entraîné la classification des îlets de Petite-Terre et de la zone marine qui les entoure en réserve naturelle nationale française le 3 septembre 1998.

1.3. Le refuge maritime

8La législation n’est pas claire à ce sujet, car l’article 224-1.02 §2 définit les abris comme étant « les ports ou plans d’eau où le navire peut facilement trouver refuge et où les personnes embarquées peuvent être mises en sécurité ». C’est ambigu dans le sens où mettre en sécurité ne signifie pas débarquer. Littéralement, Petite-Terre est donc un abri ; rien dans l’arrêté ministériel ou dans le règlement de la réserve ne l’empêche. En revanche, en cas de coup dur, si des plaisanciers y trouvent refuge, ils n’auront ni eau douce (pas de source sur les îlets), ni secours (en cas de tempête, les gardes animateurs partent ou ne viennent tout simplement pas lorsque le mauvais temps est annoncé à l’avance) et l’accès au lagon sera compromis avec la barre de déferlantes à l’entrée nord. Il est à noter que dans le cas de l’arrivée d’un tsunami, l’évacuation par la mer pendant des heures, voir les jours suivants serait impossible du fait de tourbillons et de la présence de nombreux débris, et aucun espace n’est prévu sur les îlets pour l’évacuation des gens par hélicoptères.

9Pour l’instant, seuls quelques pécheurs utilisent la réserve comme un abri : ils viennent s’y reposer et nettoyer leurs filets.

2. L’aléa submersion marine

10L’aléa submersion marine a deux origines possibles dans les Antilles : une origine géologique représentée par l’aléa tsunami d’une part, et une origine météorologique comprenant les surcotes de tempête (épisodes cycloniques) et les trains de houle atlantique d’autre part.

2.1. L’aléa tsunami

11La Guadeloupe est un archipel appartenant à l’arc de subduction des Petites Antilles où la plaque tectonique atlantique s’enfonce sous la plaque caraïbe à une vitesse de l’ordre de 2 centimètres par an. La sismicité y est faible à modérée avec seulement une poignée d’évènements sismiques majeurs répertoriés dans les archives historiques comme le séisme du 8 février 1843 d’une magnitude ré-estimée récemment entre 8,0 et 8,5 (Feuillet et al., 2011) qui détruisit toute l’économie de l’archipel, et notamment Pointe-à-Pitre qui disparut dans un immense incendie. Parfois, ces mouvements telluriques sont capables de générer un tsunami, ayant un impact local (tel que le séisme des Saintes en 2004 : Zahibo et al., 2005 ; Le Friant et al., 2008) ou régional (séisme des îles Vierges en 1867). Un autre évènement est particulièrement intéressant puisque sa source n’est pas située dans les Antilles, mais de l’autre côté de l’Atlantique au sud de la péninsule ibérique : il s’agit du fameux tsunami de Lisbonne du 1er novembre 1755. Ce tsunami, qui a fortement touché l’arc antillais environ 7 heures après la secousse principale, a été détaillé dans de nombreux rapports contemporains provenant de Guadeloupe ou de Martinique (Roger et al., 2010, 2011). D’autres évènements historiques plus anciens ont été mis en évidence via l’étude sédimentologique des paléo-dépôts en divers points de l’arc. L’étude de tous ces évènements historiques couplée à la connaissance de la géodynamique de la région permet alors de proposer des scénarios (hauteurs de vague maximums à attendre, temps de trajet, zones inondables) et des périodes de récurrence pour de tels évènements afin de préparer les populations côtières et organismes opérationnels pour la gestion de crise.

13Ensuite, cet aléa, non prévisible, ne présente des signes précurseurs que lorsqu’il est généré par un séisme. Les enregistrements sismiques permettent aux centres d’alerte de prévenir de la possibilité de génération d’un tsunami (PTWC, CENALT, etc.) et la secousse alerte immédiatement les populations côtières correctement éduquées de la nécessité de s’éloigner rapidement des rivages.

14Dans le cadre de cette étude sur les îlets de Petite-Terre, les simulations d’une rupture majeure au niveau de l’interface de subduction entre les plaques tectoniques Atlantique nord et Caraïbe permettent de proposer un temps d’arrivée minimum pour un tsunami de l’ordre de 15 à 20 minutes (figure 2). Les modélisations numériques de tsunamis ont été réalisées avec le code de modélisation de tsunamis du Commissariat à l’Énergie Atomique (CEA, France) validé par de nombreuses études et nécessitant des grilles bathymétriques (coordonnées géographiques, système géodésique WGS 84) réalisées à partir de données altimétriques ETOPO1 (Amante et Eakins, 2009) à une minute d’arc de résolution, SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission ; Farr et al., 2007) à 3 secondes (~90 m) de résolution, LIDAR (projet Litto 3D®, données acquises et fournies par l’Institut Géographique National — IGN — et le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine — SHOM —) dégradées à 10 mètres, ainsi que des données de sondages multifaisceaux du SHOM. Les cartes des hauteurs de vague maximum (figure 3) résultant de ces calculs montrent que, bien que l’ensemble des côtes des îles situées en face de la zone de rupture soit soumis à des hauteurs de 3 mètres et plus, la région de Petite-Terre est particulièrement concernée par l’arrivée d’un tsunami. Ceci s’explique par la configuration géométrique des fonds bathymétriques qui entraîne des phénomènes locaux de résonance, comme l’ont précédemment montré Roger et al. (2013), avec des hauteurs modélisées atteignant un maximum de 6 mètres et plus.

15Un scénario de génération de tsunami au niveau des failles normales du graben de Marie-Galante (cataloguées par Feuillet et al., 2001), au sud de Petite-Terre, réduirait certainement de plusieurs minutes ce temps de trajet (réduction cruciale à prendre en compte dans le processus d’alerte et d’évacuation), mais il n’existe aucune preuve historique et/ou géologique quant à la capacité de ces failles à générer des tsunamis. Les derniers séismes enregistrés se limitant à des magnitudes inférieures ou égales à 5,0 ne représentent pas une libération d’énergie suffisante au moment de la rupture pour pouvoir entraîner un déplacement d’eau significatif : le séisme du 3 août 1992, d’une magnitude Ms=5.6, reste le plus important recensé dans la base macrosismique (Bertil et al., 2009) et n’a pas été suivi d’un tsunami. La carte des temps de trajet associés à la propagation d’un séisme du même type que celui de 1914 à l’est de Marie-Galante, un des trois séismes historiques qui se sont produits à proximité du graben de Marie-Galante (Feuillet et al., 2001) et le plus proche des îlets de Petite-Terre, est présentée en figure 4. Il apparaît qu’un tsunami généré par un séisme dans cette zone ne mettrait que quelques minutes (5 à 10 minutes) pour atteindre la réserve avec des conséquences considérablement moindres que dans le cas maximisant présenté ci-dessus. Par contre, un tsunami avec une amplitude maximum de l’ordre du mètre, i.e. du même type que celui des Saintes de 2004 (Le Friant et al., 2008) est envisageable.

2.2. L’aléa houle et la surcote cyclonique

16Les aléas d’origine météorologique sont généralement plus fréquents à l’échelle humaine que les aléas d’origine géologique. De par sa localisation géographique en zone tropicale, l’archipel guadeloupéen se trouve directement soumis à une activité atmosphérique intense plus particulièrement pendant la saison dite cyclonique, de juin à novembre. Pendant ces quelques mois, des ondes tropicales plus ou moins énergétiques pouvant évoluer vers la catégorie cyclone, trouvent naissance au sein de la zone de convergence intertropicale (ZCIT) et voyagent vers les Antilles (figure 5) en s’amplifiant grâce à la chaleur contenue dans la couche superficielle océanique. En fonction de leur trajectoire, de leur intensité, et de leur taille, ils auront un impact plus ou moins fort sur les îles de l’Arc antillais. Ainsi plusieurs cyclones ont eu une trajectoire proche de l’archipel guadeloupéen comme le montre la figure 6 réalisée par Météo France pour la période 1959-2008. Un évènement ressort du lot de par sa violence et parce qu’il est encore frais dans les mémoires : le 16 septembre 1989, le cyclone Hugo, ouragan de classe 4 (Météo France) ravage la Guadeloupe avec des rafales de vent de plus de 300 km/h et une surcote atteignant jusqu’à 2,5 mètres à Baie-Mahault (Daniel, 1996).

17En plus du vent, ces activités atmosphériques dépressionnaires s’expriment aussi à la surface de la mer en générant à la fois des trains de houle dits « cycloniques » et des surcotes. Les houles cycloniques se propagent en avant des cyclones sur de grandes distances et sont des vagues de grandes périodes et grandes longueurs d’onde qui peuvent parfois avoir des conséquences sur la géométrie (érosion) et les infrastructures du littoral (Zahibo et al., 2008 ; Cooper et al., 2013). La surcote est quant à elle par définition une augmentation anormale du niveau de la mer par rapport au niveau prévu par le calcul de la marée astronomique, du fait de conditions météorologiques spécifiques. La valeur de la surcote est la résultante de l’élévation du niveau de la mer due à la baisse de pression, l’élévation due au vent ou wind setup (si celui-ci souffle de la mer vers la terre) et l’élévation due aux vagues ou wave setup (qui n’est pas la hauteur des vagues, mais bien une élévation du niveau marin du fait du déferlement ; voir par exemple Bertotti et Cavaleri, 1985).

Image satellite de la zone de convergence intertropicale (ZCIT) au 8 juillet 2013 illustrant l’activité cyclonique entre l’Afrique et les Antilles, avec notamment la position de la tempête tropicale Chantal

18La réserve de Petite-Terre représente ainsi un objet d’étude intéressant quant à l’évaluation des risques tsunami, houles et surcote de tempête puisque d’une part, sa topographie est très peu marquée avec un point culminant (hors construction) autour de 11 mètres sur la zone sud-est de Terre-de-Bas, ce qui représente un premier point contraignant en terme d’évacuation verticale, et d’autre part parce qu’elle se situe relativement loin des côtes de Guadeloupe (le port le plus proche est celui de la Désirade situé à environ 7,5 milles nautiques, celui de Saint-François se trouve à environ 10 milles nautiques). À noter qu’un évènement de submersion marine qui affecterait Petite-Terre toucherait aussi les côtes de la Grande Terre qui sont également soumises à ce type d’aléa de par leur morphologie (faible relief, plaines côtières, plages) et la pression anthropique (de plus en plus forte) qui a entraîné la destruction systématique des zones de mangroves, des forêts littorales et des récifs coralliens — lesquels représentent aujourd’hui encore une protection naturelle efficace contre les assauts de la mer.

2.2.1. La houle de nord

19Dans le cadre de cette étude, des modélisations numériques ont été réalisées avec le logiciel SWAN, développé à l’Université de Delft aux Pays-Bas (Booij et al., 1996), pour tenter de reproduire l’impact d’une houle de nord du même type que celle de mars 2008 sur la réserve de Petite-Terre (Cooper et al., 2013). De la même manière que pour les tsunamis, des grilles bathymétriques avec des résolutions croissantes centrées sur la réserve (10 mètres) ont été préparées afin de pouvoir simuler au mieux la propagation d’un train de houle en reproduisant les effets des structures côtières. Les paramètres choisis pour cette houle sont ceux de Cooper et al. (2013), à savoir une hauteur de vague significative HS = 5 mètres et une période T = 17 secondes. Pour information, le bulletin Météo France émis le jeudi 20 mars 2008 à 12 heures (heure locale, GMT-4) annonçait pour la Guadeloupe des creux moyens de 4,7 mètres et une période de 17 secondes enregistrés sur le houlographe de la pointe de la Grande Vigie (nord Grande-Terre) avec des hauteurs maximales de vague à 6,5 mètres (figure 7). L’impact de la houle sur les villes côtières comme le Moule (Grande-Terre) faisait les gros titres des quotidiens locaux comme le France-Antilles du 21 mars 2008 (« La houle a tout emporté ») ou encore sur internet (Bourgeois, 2008). Le réseau Reef Check a également noté un fort impact sur les coraux en zone littorale après l’évènement (PARETO, 2009).

20Les résultats de la modélisation présentés sur la figure 8 montrent que la zone entre la Pointe des Châteaux et la Désirade est suffisamment large et profonde pour laisser passer la houle qui atteint la réserve. Le lagon de Petite-Terre est relativement bien à l’abri d’une houle de nord, de type mars 2008, qui se trouve en partie bloquée par le récif frangeant présent de chaque côté du lagon. Dans un cas extrême comme celui-ci, les vagues dans le lagon atteignent tout de même une hauteur significative de l’ordre de 50 centimètres qui s’ajoute à un wave setup de 20 centimètres, cette situation peut poser des problèmes aux bateaux qui seraient amarrés aux corps-morts positionnés dans le lagon. Les gardes de la réserve indiquent que les houles de nord sont capables de pénétrer à terre au niveau des salines de Terre-de-Bas (côte nord) ; cela représente un risque minime puisque cette zone de l’île est très peu fréquentée.

2.2.2. La surcote de tempête

21Les modélisations de la surcote associée au passage d’un cyclone ont été réalisées via le logiciel ADCIRC couplé à SWAN (Dietrich et al., 2012) dans le cadre de cette étude. Le scénario maximisant retenu pour Petite-Terre est un évènement de catégorie 4/5 passant à marée haute, avec des vents maximum de 250 km/h, venant de l’Est-SE, et avec un rayon de vent maximal de 18,5 kilomètres. La figure 9 représente sa trajectoire sur l’archipel guadeloupéen telle que définie en entrée du modèle utilisé.

22Les résultats indiquent que le niveau moyen de l’eau peut monter jusqu’à environ 3 mètres à l’intérieur du lagon, inondant toute la plage de la cocoteraie ainsi que les salines au nord de Terre-de-Bas (figure 10). On peut s’attendre toutefois à ce que l’eau atteigne régulièrement des altitudes plus élevées du fait des fortes vagues qui agiteraient le lagon, avec des hauteurs significatives pouvant atteindre jusqu’à 2 mètres en certains endroits (figure 11). Toutefois la zone entourant le phare situé à une altitude d’environ 10 mètres, devrait être raisonnablement épargnée par la submersion marine cyclonique, même si des paquets d’eau charriés par le vent ne sont pas à exclure, notamment en provenance de l’Est où des vagues de plus de 4 mètres peuvent venir s’écraser directement sur la falaise.

3. Discussion

23Les résultats de modélisation de trois scénarios maximisant, tsunami, houles et surcotes de tempête, réalisés à partir des meilleures données topographiques et bathymétriques disponibles aujourd’hui, via des logiciels qui ont fait leurs preuves maintes fois par le passé, montrent que l’intégralité de la réserve de Petite-Terre ne serait a priori pas soumise à ces aléas et plus particulièrement la zone du phare, facilement accessible depuis la plage de la cocoteraie où se trouve la majorité des visiteurs au cours de la journée. Il est donc envisageable d’y localiser des voies d’évacuation et des zones de refuge, couplées à des panneaux d’information et à une prise de conscience du risque encouru de la part des croisiéristes et des gardes animateurs qui permettra un meilleur transfert de l’information.

24Pour ce qui concerne les phénomènes d’origine météorologiques tels que les houles ou les surcotes de tempête, un organisme comme Météo France est en mesure de mettre en garde de l’arrivée d’un phénomène de ce type plusieurs jours à l’avance, notamment via l’émission de bulletins d’alerte qui sont désormais très bien suivis par les organismes opérationnels et la population de l’archipel.

25En revanche, pour les tsunamis, l’information fournie par cette étude est cruciale dans le sens où elle va permettre une réflexion sur l’organisation de la mise en sécurité des gens. En effet, nous avons pu voir que les temps de trajet potentiels calculés pour des sources à proximité de la Guadeloupe laissent entre 5 et 15 minutes aux gens pour réagir et se mettre à l’abri après la secousse. À noter que dans le cas d’une source éloignée, dont la secousse ne serait donc pas ressentie en Guadeloupe, il faut espérer que l’information concernant la génération et la propagation d’un tsunami vers les côtes guadeloupéennes sera bien transmise en temps et en heures au domaine maritime, via le CROSS par exemple. La figure 12 montre une proposition de plan d’évacuation à mettre en place sur la réserve de Petite-Terre avec la considération d’un scénario maximisant (séisme de subduction d’une magnitude fixée à 8,7). De la pointe nord de la plage de la cocoteraie à la zone refuge (ou plutôt zone de rassemblement) identifiée, à savoir « l’esplanade » à côté du phare, une voie d’évacuation avec un fléchage pourrait alors être mise en place pour un trajet d’une longueur maximum de 500 mètres. Du fait de la spécificité de ce type d’évènement qui entraîne, en accord avec la plupart des cas récents, une agitation de la mer pendant les heures voir plusieurs jours après l’arrivée du tsunami et rend tout accès et donc toute évacuation par la mer impossible, il faudrait également envisager la préparation d’une zone dégagée pour l’accès aérien par hélicoptère. De la même façon, il faudrait préconiser aux plaisanciers en mer de ne pas se rapprocher des côtes de la réserve afin de tenter de s’y mettre à l’abri, mais bien de se détourner vers le large, en allant par exemple à mi-chemin entre Petite-Terre et Marie-Galante. A noter que la mise en place d’une zone refuge nécessitera la considération des répliques d’un fort séisme capables de faire effondrer le phare si toutefois celui-ci n’était pas tombé lors du choc principal.

26Pour ce qui concerne les animaux, la submersion totale de la réserve et la destruction des habitats risqueraient de voir le déclin mortel de certaines populations menant à une extinction d’espèces tel que l’iguane endémique. Les modélisations montrent que ce type de scénario est à exclure.

27À noter que des recherches sur le terrain menées en 2012 dans les salines de Terre-de-Bas (en période sèche) et sur le pourtour de cet îlet n’ont pas permis de mettre en évidence des dépôts sédimentaires ou des blocs (coralliens) à terre pouvant être associés à une ou plusieurs submersions marines comme certains auteurs ont pu en identifier dans d’autres îles de l’arc antillais au sud (Scheffers, 2004) comme au nord (Atwater et al., 2012). L’absence de marqueurs ne signifie pas qu’il n’y a pas eu d’évènement ; ceux-ci ont pu ne pas être conservés du fait de l’érosion, du recul du trait de côte, etc.

Conclusion

28Nous avons vu que Petite-Terre présente une faible topographie et qu’elle est localisée relativement loin des ports des côtes guadeloupéennes. Afin d’évaluer la vulnérabilité des personnes et des biens de la réserve, et parce qu’il y a un manque cruel d’historique sur ces îlets, il était donc nécessaire de modéliser des évènements de submersion marine extrême pour essayer de proposer une stratégie d’action à mener afin de préserver la sécurité des visiteurs (incluant les gardes) des îlets.