Simulations numériques de tsunamis sur la côte méditerranéenne française : le cas d'Antibes

Numerical tsunamis simulations on the French Mediterranean coast: the case of Antibes

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Résumé

Le projet ALDES a consisté à étudier, par des simulations numériques détaillées, le risque tsunami sur 3 sites pilotes de la côte méditerranéenne française, pour des scénarios sismiques et gravitaires. Malgré l'intensité modérée des tsunamis susceptibles d'affecter ces côtes, Antibes apparait particulièrement exposée, en particulier pour un scénario comme le glissement de terrain de l'aéroport de Nice de 1979.

Cet événement, à l'origine de nombreux dommages sur Antibes, a été simulé en s'appuyant sur des caractérisations du glissement menées par l'IFREMER. L'utilisation de calculs emboités (codes GEOWAVE et SURF-WB) a permis d'affiner la simulation jusqu'à une résolution de 3,75 m en intégrant explicitement les éléments urbains (modèle numérique d'élévation intégrant le bâti).

Les résultats s'avèrent cohérents avec les observations historiques, en termes de temps d'arrivée et de polarité de la vague sur la Baie des Anges et en termes d'inondation sur Antibes. La simulation montre que le quartier de la Salis est atteint au bout de 6 minutes par un tsunami dépassant les 3 m à la côte. Cette première vague, la plus importante, entraine une submersion conséquente avec des courants localement élevés et des run-up pouvant atteindre 4 m.

Plusieurs tests de sensibilité ont été menés sur ce cas, permettant de mettre en évidence l'importance du choix des équations (Boussinesq - Saint-Venant) et de la description du glissement pour simuler un tsunami d'origine gravitaire. Enfin, ces résultats permettent de souligner l'intérêt d'une prise en compte explicite du bâti pour la représentativité des simulations de submersion en milieu urbain.

Abstract

The ALDES project consisted in studying tsunami hazards on 3 sites of the French Mediterranean coast, through detailed numerical simulations for both seismic and submarine landslide scenarios. Despite the moderate intensity of potential tsunamis on these coasts, the city of Antibes appears to be particularly exposed because of the bathymetry, in particular for a landslide scenario like the one that occurred on Nice airport in 1979.

This event has caused many damages in Antibes. It has been simulated using submarine landslide characterization realized by IFREMER. Nested calculations with the GEOWAVE model and the SURF-WB model have allowed simulating the tsunami and the associated flood at a 3.75m resolution, including explicitly urban elements (Digital Elevation Model including buildings, walls...), thanks to adapted numerical schemes in SURF-WB (well balanced and shock-capturing schemes).

The results obtained by simulation prove to be very coherent with observations in terms of arrival time and first wave polarity along the "Baie des Anges" coast and in terms of flood in Antibes. The simulation shows that, 6 minutes after the landslide, the "La Salis" area is reached by a 3 m high tsunami. This first wave is the most important one, and causes an important flood with locally fast currents and run-up values that can reach 4 m.

Several sensitivity tests have been realized on this case. They underline the importance of using Boussinesq equations rather than NLSW equations (also called Saint-Venant equations) for short wavelength tsunamis (caused by landslides). The landslide description reveals to be fundamental too, especially the slide volume and the sediments density. Finally, these tests show the interest to include explicitly the buildings to improve coastal flooding simulations in urban areas.