HYDRORUN et les récifs frangeants de la Réunion.

La plateforme de modélisation Hydrorun n'intègre pas les récifs frangeants de la Réunion pour plusieurs raisons :
- La résolution des modèles côtiers (100 m) n'est pas représentative des zones récifales.
- Les caractéristiques géomorphologiques imposent des contraintes de calcul très importantes.
- Les composantes de forçage sont multiples (à des échelles spatiales et temporelles très différentes) et parfois encore méconnues. Leurs interactions sont particulièrement complexes et relèvent, pour certaines, encore de la recherche.

(Variations de température sur 1 semaine en novembre par 20 m de fond)

Pourquoi HYDRORUN n'intègre pas les récifs frangeants de la Réunion ?

Chaque modèle côtier d'HYDRORUN (~1 500 km²) repose sur une grille maillées de 100 m de côté. Cette dimension de maille est incompatible avec une bonne représentation des récifs frangeants de la réunion dont la largeur est souvent inférieure à 200m. La modélisation hydrodynamique des zones récifales nécessiterait donc de développer des modèles hydrodynamiques à mailles plus fines qui pourrait être alimentés aux limites externes par les modèles côtiers actuels de la plate-forme. Il existe cependant aujourd'hui un certain nombre de contraintes (techniques et environnementales) qui limitent un tel objectif.

Les données de référence :

La mise en œuvre d'un modèle hydrodynamique nécessite de disposer à la fois d'un modèle numérique performant et de plusieurs types de données de référence dont le niveau de qualité déterminera la précision des simulations. Parmi ces données de référence, on trouve :

  • en premier lieu la bathymétrie.
  • Viennent ensuite les conditions aux limites ouvertes, c'est à dire à la limite océanique de la zone à modéliser (houle, marée, niveau de surface, courants, flux entrants et sortants…) et en surface (vitesse et direction des vents).
  • Enfin, des données issues de mesures des courants réels et des niveaux d'eau (altitude de la surface) à l'intérieur de la zone récifale sont également indispensables pour valider les simulations.

Il est fondamental de disposer d'une bathymétrie de référence à une échelle suffisamment fine pour représenter l'intégralité des structures géomorphologiques qui contraignent et canalisent la circulation générale dans les zones récifales (chenaux, travées, structures coralliennes, platiers, passes et fausses passes, …etc). Ces données requièrent donc une résolution spatiale fine, à minima de l'ordre du mètre. Les techniques de mesures aéroportées permettent d'acquérir de telles données avec la précision requise mais il apparait d'ores et déjà, en regard entre autre des surfaces concernées, que le passage à la modélisation nécessitera alors de définir des grilles de mailles très fines (quelques mètres au maximum), impliquant d'office des couts de calcul importants.

Les données de forcages

Les données de forçage aux limites constituent également une difficulté à prendre en compte. En effet, la dynamique des zones récifales est principalement générée par les variations de niveaux de la mer (surface) aux limites ouvertes océaniques. Or ces variations de niveaux sont elles mêmes induites par différents facteurs dont les échelles de temps et d'espace sont très variables :

  • Ainsi, la marée et les effets barométriques constituent un processus, sans doute le plus facile à modéliser.
  • Les effets de vagues et des houles sont beaucoup plus complexes car ils peuvent générer des surcotes. A cela s'ajoute le déferlement qui peut également être à l'origine d'entrée d'eau dans la zone récifale.
  • Ces intrants s'évacuent ensuite. Si les grandes passes sont les lieux privilégiés de ces évacuations, la géomorphologie du front récifal (masqué sous la zone de déferlement) permet, tout au long de la "barrière" des échanges permanents avec le milieu océanique (entrants et sortant) via ce que l'on nomme des "fausses" passes.
  • Enfin, le rôle de la variabilité de la circulation océanique à méso-échelle, et les variations de niveau associées, doit également être intégré. En effet, l'expérience montre que ces processus sont susceptibles d'induire, à l'échelle des zones concernées, des anomalies altimétriques (SSH) dont l'amplitude est proche de celle du marnage à la Réunion (± 35 cm). Dans des milieux où l'épaisseur de la couche d'eau est de l'ordre de 1m à 1,5m, de telles variations ne peuvent être ignorées.

La nécessité de prendre en compte à la fois les échelles de temps courtes, telles que les trains de vagues (quelques minutes), les échelles de temps de la marée (quelques heures), les échelles de temps plus longues tels que les effets météorologiques, ou les effets de la variabilité de la circulation régionale (quelques jours) constitue alors un véritable challenge, d'autant plus que la résolution spatiale nécessaire doit être très fines (de l'ordre de quelques mètres).

Un tel objectif nécessiterait de développer des stratégies de modélisation particulières et très spécifiques qui devront être obligatoirement validées par la comparaison avec des mesures effectuées dans quelques endroits clés et durant des périodes contrastées couvrant l'ensemble de la zone d'étude.

Il est en outre très probable que compte tenu du caractère très mosaïqué et de la forte hétérogénéité des fonds des zones récifales Réunionnaises, les coefficients de frottement sur le fond doivent, en plus, être spatialement ajustés.

En tout état de cause, si la modélisation hydrodynamique d'une, et à fortiori de plusieurs, zones récifales à la Réunion, constitue un objectif scientifique passionnant, il faut impérativement conserver à l'esprit qu'il ne pourra être envisagé sérieusement qu'en s'appuyant à la fois sur un travail de terrain considérable, avec des moyens d'observation doublés de capacités de calculs tout à fait conséquents.