Simulations de tsunamis : un travail de fin d'études singulier

Alexandre Paris a effectué son travail de fin d’études (TFE) d’ingénieur sur les tsunamis, une thématique peu commune à l’ENGEES. Durant 6 mois, au sein du CEA, il a calculé, étudié, modélisé des tsunamis sur la façade atlantique française afin d’évaluer les risques.

Bathymétrie (profondeur et relief) de la cicatrice étudiée au large de la côte atlantique. En « comblant » cette cicatrice par des outils de calculs, on peut déterminer le volume du glissement.

Elévations maximales de la surface de l’eau (échelle de couleur saturée). Dans le cas des tsunamis, cette hauteur dépend directement de la profondeur…

Propagation de la déformation de la surface de l’eau. (Echelles de couleur saturées.) Le tsunami est constitué d’une onde, soit une crête (en rouge) et un creux (en bleu). Sur les côtes, la réflexion entre en jeu et brouille la lecture des cartes.

Après ses deux premières années de formation d’ingénieurs, Alexandre Paris a choisi de poursuivre en double-diplôme Ingénieurs de l’ENGEES/Master en génie côtier. Depuis 2016, les étudiants ingénieurs de l’ENGEES peuvent obtenir ce double diplôme avec l’université de Cantabrie à Santander (Espagne). « Durant cette « spécialisation », j’ai choisi l’option gestion des risques au cours de laquelle nous avons abordé le risque tsunami qui m’a passionné. J’ai donc décidé de chercher mon stage de fin d’études dans ce domaine » raconte Alexandre. 

Il intègre le CEA qui coordonne TANDEM, un projet européen visant à évaluer les effets d’un tsunami sur les côtes françaises. Au sein de ce projet regroupant de multiples laboratoires et instituts de recherche, Alexandre Paris était chargé d’effectuer des simulations de tsunamis d’origine gravitaire, c’est-à-dire provoqués par des glissements de terrain, au large de la côte atlantique. Lorsqu’il y a une déformation brutale du fond de la mer, comme un glissement, la surface de l’eau au-dessus de cette zone est également déformée, provoquant une onde de grande période se propageant. 

Trois cicatrices sous-marines, des marques de glissements, ont été identifiées par l’IFREMER dans la zone étudiée ayant potentiellement engendré des tsunamis. Alexandre a étudié l’une d’entre elles afin de définir les zones de la côte atlantique les plus exposées et les hauteurs d’eau maximales atteintes. Il a utilisé pour ce travail un code de calcul du CEA nommé AVALANCHE, intégrant les lois et équations de physique permettant de calculer et de simuler les glissements depuis les cicatrices identifiées et les tsunamis engendrés. 

« Il y a un important travail à faire en amont avant l’intégration sous AVALANCHE » explique Alexandre. « Il faut d’abord combler les cicatrices pour déterminer le volume du glissement et pour cela je me suis rendu compte à quel point les outils de type SIG (système d’information géographique) sont précis et performants. Il y a également beaucoup de paramètres à définir pour les calculs du glissement ou de la propagation du tsunami : la bathymétrie, la viscosité, la friction, la dispersion etc. Grâce à mes nombreuses simulations, nous avons pu améliorer le code de calcul mais il reste encore des paramètres à intégrer. »

Avec d’importantes masses en glissement (3 km3 ou 7 km3), la simulation de tsunami révèle des hauteurs d’eau atteignant plus de 3 mètres sur certaines zones de la côte Atlantique. Alexandre signale cependant que ce ne sont que des hypothèses poussées au maximum avec peu de probabilité effective. 

Alexandre a soutenu avec brio son TFE en juin 2017 à l’ENGEES. En juillet, il devrait effectuer un contrat à l’Ecole Normale Supérieure sur la même thématique, toujours au sein du projet Tandem. « Je souhaiterais ensuite effectuer une thèse sur le sujet » conclut-il, « si possible dans le même laboratoire car j’ai beaucoup apprécié y travailler ». 

En savoir plus : http://www-tandem.cea.fr