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Comptes rendus

Edward Anthony, Shore processes and their palaeoenvironmental applications. Developments in Marine Geology

Elsevier, Amsterdam, 2009, 519 p.
Hervé Regnauld
p. 314-316
Référence(s) :

Edward Anthony, Shore processes and their palaeoenvironmental applications. Developments in Marine Geology, Elsevier, Amsterdam, 2009, 519 p.

Texte intégral

1Le milieu littoral et un des ensembles géomorphologiques qui change le plus et le plus vite, non seulement à cause de sa nature d’interface triple (air/terre/mer) voir quadruple (biologie et anthropisation) mais aussi parce qu’il est un des sites qui réagit le plus vite au changement climatique global. Le littoral est donc l’objet de beaucoup d’interrogations et c’est probablement l’un des objets géomophologiques que l’on a le plus souvent tenté de modéliser numériquement afin d’en prédire l’évolution. La règle de Bruun apparaît en 1962 ! Une des caractéristiques des sciences de la Terre est qu’elles considèrent que la compréhension du présent est la clé du passé. Contrairement à une science historique, qui tente souvent d’expliquer la genèse d’un fait politique par les lentes (ou rapides) modifications des idéologies, des comportements sociaux, des techniques…, les sciences de la Terre ont une base physique qui postule que les processus élémentaires générateurs des reliefs sont constants dans le temps. Une équation qui décrit l’effet du déferlement des houles sur un profil de plage, est censée être exacte aujourd’hui comme à l’Holocène ou à l’Eémien. Il est donc logique de considérer que les processus actuellement observables et mesurables sont exactement les mêmes que ceux qui agissaient autrefois. La constance des lois physiques dans le temps implique donc une première conséquence méthodologique, qui est que les processus morphodynamiques présents soient étudiés, que leurs effets (bedding, tri, morphologie des grains…) sur les formations superficielles actuelles soient décrits… et que des formations superficielles semblables trouvées dans une carotte ou dans une coupe soient, à coup sûr, rapportées aux mêmes processus. Une deuxième conséquence épistémologique est que la connaissance du passé permet la modélisation de l’évolution, donc la prévision du futur. Cette façon d’envisager la notion de temps est originale et fort éloignée des sciences sociales ! « The present is the key to the past and the past is the model for the future ».

2Le titre de l’ouvrage d’Edward Anthony est donc particulièrement intelligent et actuel. Il signale que la connaissance des processus littoraux actuels a des « applications » paléoenvironnementales. Il se place donc du point de vue d’une connaissance de l’actuel appliquée, destinée à reconstituer les paléoenvironnements et utile à la construction des scenarii d’évolution. Dans son introduction, l’auteur écrit » Understanding the way shores function also throws light on their passed history and forms the basis for the prediction of future evolutionary patterns, generally through empirical accumulation of knowledge complemented by some form of modelling ». En fait, cet ouvrage est un manuel à l’usage de ceux que les effets du changement climatique sur le littoral préoccupent, mais qui veulent, avant de s’aventurer dans des prévisions, s’assurer qu’ils connaissent bien le fonctionnement de ce milieu. Autrement dit, c’est l’indispensable référence pour tous ceux qui envisagent de prendre part à un débat scientifique sérieux. Poser de telles exigences dès l’introduction n’est possible que si la suite de l’ouvrage est, effectivement, à la hauteur des enjeux. L’auteur en discute en fin d’introduction lorsqu’il justifie d’avoir construit son ouvrage selon un paradigme totalement nouveau et original, qu’il qualifie comme étant « Of convenience, based on a variable and rather opportunistic, probably subjective combination of morphology, dynamic agents, sediment size, lithology and biological mediation ». Ce qui est habilement écrit ici est que pour exposer clairement en quoi la connaissance de la morphodynamique actuelle est un outil (a tool) pour la compréhension et la modélisation des paléoenvironnements…, il faut se baser sur des exemples (empirical accumulation of knowledge) parce qu’il n’existe pas de théorie sérieuse, ni même d’approche surplombante légitime, au sujet de l’effet du changement climatique sur le littoral. On le voit, l’ouvrage part sur des fondements épistémologiques empiriques, seule façon possible selon l’auteur d’appréhender la « nature des interrelations inextricables » qui caractérisent le littoral.

3L’ouvrage fait beaucoup plus que tenir ses promesses et de relever le défi de la complexité : il est aussi totalement passionnant à feuilleter à cause de la qualité et du nombre de ses illustrations, tableaux, croquis, photos souvent en couleurs et plus encore à cause de la richesse véritablement stupéfiante de ses exemples détaillés. On voyage sur tous les littoraux du monde, quoique plus souvent en zone chaude qu’en milieux très englacés, sur tous les types de plage, du sable fin aux galets, au sommet de toutes les falaises, où l’on est cependant jamais à l’abri d’une tempête empilant des blocs cyclopéens, sur des barrières coralliennes, dans des mangroves… On révise ce qu’est une « evorsion » (p. 72), on évite le « problème philosophique de l’agrégation scalaire » (p. 266), on interroge la différence entre le « run down » et le « back wash » (p. 302), on cherche le processus responsable de la formation du floc, et de sa distribution spatiale (p. 50)… En bref, tout au long de la lecture, on apprend, on réfléchit, on se délecte et on imagine toutes les « manips de terrain » que l’on va monter sur le prochain littoral que l’on rencontrera. Ce livre monumental (63 pages de bibliographie, 400 entrées d’index) procure une satisfaction intellectuelle intense et durable. Elle s’explique en partie par son plan très pédagogique et subtil en même temps.

4Il commence avec un chapitre sur les techniques de terrain. Le second chapitre aborde le problème de la fourniture en sédiments, par les fleuves comme à partir des fonds proches. Un paragraphe très intéressant concerne les redistributions infratidales liées à la dérive littorale. Le troisième chapitre traite d’un milieu spécifique, les marais et waddens, situés dans des milieux relativement abrités des houles. Il présente d’abord l’état des connaissances pour les espaces non végétalisés puis pour les schorres et les mangroves, dont il explique l’évolution selon trois échelles de temps (p. 78) : le processus instantané, le bilan sédimentaire annuel (ou saisonnier) et l’évolution avec le niveau marin et les changements de végétation. Dans ce triple contexte temporel, la notion de morphodynamique implique par nature une durée qui convoque l’idée de paléoenvironnement. Dans ce chapitre - le premier à aborder un type de littoral - sont ainsi posées les bases méthodologiques de presque tous les autres. Un paléoenvironnement est très souvent un état antérieur d’un système en évolution, pas un milieu radicalement autre que l’actuel. Ainsi, à la fin du chapitre, qui se consacre aux réponses de ces milieux face au relèvement de la surface de la mer, l’auteur peut présenter des modèles conceptuels d’évolution qui sont aussi des modèles empiriques de genèse. Le chapitre suivant est construit selon le même type de démarche mais présente des littoraux dont on ne peut pas aussi facilement prédire le futur à partir de leur passé. Il s’agit des littoraux vaseux dans des sites exposés aux houles comme celui de la Guyane, par exemple. Son évolution n’est pas linéaire mais obéit à des cycles (irréguliers) liés à la fourniture en sédiments par un fleuve. L’Amazone, par exemple, expulse des sédiments fins qui ne se dispersent pas tous en panache, mais s’agglomèrent en bancs sub-compacts… qui migrent lentement le long de la côte vers le NE. Lorsque un banc est devant une portion de littoral, il la protège des houles et permet le développement d’une mangrove. Quand le banc migre, la mangrove devient exposée directement aux houles et est érodée… jusqu’à ce qu’un nouveau banc arrive. La dimension paléoenvironnementale est explicite : quel a été le rythme de fourniture sédimentaire et, surtout, selon quels processus les sédiments issus du panache turbide se sont-ils constitués en bancs ? Il y a là tout un champs pour l’étude des paléovariabilité des débits fluviaux et des houles et donc tout un domaine d’incertitude quant à la future variation de ces vitesses de migration. Le chapitre 5 fait 130 pages et est un petit manuel à lui tout seul. Il traite des plages et cordons sableux (barriers). Il est divisé en deux parties, la première concernant l’espace compris entre la zone de déferlement et la plage (49 p.) la seconde s’intéressant à un transect entre la plage et l’arrière cordon. Ce type de milieu est le plus étudié par les morphodynamiciens et la bibliographie est gigantesque. Il existe une multitude de formules, plus ou moins justes selon les milieux, pour calculer des indices morphologiques et déterminer si les profils sont réflexifs, dissipatifs, mixtes… C’est donc un peu le morceau de bravoure de tout manuel de morphologie littorale. Le texte qu’écrit E. Anthony est un modèle exceptionnel de précision et de clarté : il s’offre le luxe de ne convoquer aucune équation (presque aucune) et de décrire cependant tous les processus et leurs interactions à partir de schémas simples (celui de la figure 5-1, p. 162, est remarquable) qui servent de ligne directrice à une discussion sur tous les états possibles du système. Cette démarche est aussi un modèle pédagogique dont s’inspireront forcément ceux qui ont un cours à préparer sur ces sujets. L’ensemble du chapitre se termine sur 47 pages consacrées à l’évolution à moyen et à long terme. Là encore, les modèles numériques ne manquent pas. Pourtant, E. Anthony ne les décrit pas sous leur aspect mathématique mais discute de leur pertinence selon les lieux et les types de climat. La page 254 est une modélisation graphique de l’évolution d’une plage en fonction des alternances Niño-Niña. Le chapitre 6 est tout aussi remarquable, et consacré aux plages de galets. Le schéma conceptuel global est dérivé des travaux de J. Orford puis discute de « bedform surrogacy » (ou formes de substitution), idée selon laquelle les formes observées dans les sables devraient avoir des équivalents, des analogues, des substituts dans les galets… à un facteur d’échelle près cependant. Ce chapitre se termine sur un très intéressant passage : une plage de galet a-t-elle un auto-organisation spécifique lui donnant une résilience particulière ? Le chapitre suivant aborde les systèmes coralliens et les beach rocks avec les évolutions de type keep-up, catch-up et give-up. La première signale que le récif croit en même temps que le niveau marin s’élève, la seconde indique que le récif se laisse (un peu) submerger puis rattrape son retard, la troisième qu’il disparaît, enfoui sous une sédimentation qui l’empêche de croître. Le chapitre suivant aborde les côtes rocheuses et insiste sur l’évolution des profils de falaise plutôt que sur le recul vu en plan. Ces modifications de profil sont mises en relation, toujours avec un schéma très clair (p. 397), avec les changements climatiques (glaciaire/interglaciaire) mais aussi avec l’effet d’exceptionnelles tempêtes qui sont capables de porter en altitude des blocs rocheux énormes. Les chapitres suivants ne traitent plus de types de côte mais de processus. Le chapitre 9 se consacre aux événements extrêmes particulièrement sous l’angle de la différence entre les dépôts de tsunami et ceux des cyclones. Il y a cependant des pages sur l’impact des tempêtes et des séries de tempête, qui insistent sur la très grande variabilité des réponses possibles. Là encore, sur un sujet aussi controversé, il était difficile de réaliser un texte aussi clair et complet. Les deux derniers chapitres traitent de l’anthropisation et des travaux futurs que les scientifiques devraient mener.

5L’ensemble de la construction du livre est parfaitement logique avec la démarche. Il s’agit de montrer que le présent éclaire le passé, permet la modélisation empirique et la prévision. E. Anthony a donc trouvé normal de commencer par les marais, qui, abrités des houles et souvent soumis à des sédimentations relativement régulières, ont une évolution facilement observables dans des carottes et relativement facile à extrapoler. Ensuite, avec les systèmes de bancs vaseux exposés aux houles, E. Anthony présente un système plus complexe dont l’évolution passée (donc future) est nettement moins linéaire. Avec les plages, on passe à des systèmes à plus haute variabilité, beaucoup plus « sensitifs » aux variations de fourniture sédimentaire. Ils sont aussi plus complexes parce que l’interaction (inextricable) entre houles, vent et profil de plage est beaucoup moins simple que dans un marais. La prévision devient donc délicate. Avec les galets, on passe à un domaine encore plus complexe. Certes, le vent n’y prélève pas de matériel pour construire une dune, mais la disposition des galets éclaire beaucoup moins bien sur les processus actuels et on ne sait pas encore vraiment bien à quelles dynamiques correspondent quels assemblages de forme. La recherche des formes de « substitution » est donc une idée riche, surtout si on la couple avec la possibilité d’une relative auto-organisation stochastique. Si tout cela s’élabore peu à peu dans la littérature scientifique, reste l’étape suivante : celle de la modélisation dans le temps de l’auto-organisation… dont la variabilité est par nature, constitutive. Enfin avec les effets des tempêtes, des tsunamis et de l’anthropisation, on rentre définitivement dans l’imprévisible… et peut-être dans le non-modélisable. L’ouvrage se termine donc avec cette importante position empirique : c’est aux sociétés d’assumer l’aménagement de littoraux dont on sait inégalement comprendre les fonctionnements actuels et les évolutions possibles. Il faut en particulier assumer que le fonctionnement des littoraux a par nature une forte variabilité. E. Anthony suggère donc, que l’on se consacre (entre autres) à un nouveau champs scientifique sur le littoral : la construction d’un série d’indicateurs de variabilité. Si on possédait un tel outil, on saurait analyser, dans les paléoenvironnements ce qui relève de tendances au changement ou ce qui relève d’événements sans lendemain. On aurait une meilleure série de données d’évolution et on saurait ensuite mieux prédire. Il faudrait pour cela disposer d’un solide outil conceptuel pour agréger différentes échelles de temps et d’espace. Et c’est ce qui manque actuellement. Une des phrases de la conclusion pose le problème dans toute son étendue : « The temporal continuity implies that the domain of operation of such processes may shift in space and that aspects of frequency and intensity may become modulated by these shifts and by changes in the lower order generating mechanism such as those involved in global change ».

6Voila donc un ouvrage d’exception. C’est un excellent manuel pour les étudiants avancés. C’est un modèle pédagogique pour les enseignants. C’est une prise de position scientifique quant au concept de prévision. C’est surtout une référence fondamentale pour tout discours sur l’évolution littorale et le changement climatique. C’est aussi une contribution (à mon avis discrètement décisive) à un tournant épistémologique majeur dans les sciences de la Terre et de l’espace humanisé. La science n’est pas seulement la constitution d’un savoir exact et rationnel, la science ne doit se limiter à construire des modèles d’évolution, comme les sociétés le lui demandent. La science doit envisager la variabilité de phénomènes naturels non modélisables et doit faire passer dans la société l’idée que la modélisation est fondamentalement empirique plutôt que théorique et prédictive. Il faut un grand courage intellectuel et une culture scientifique immense pour écrire un livre aussi dense, aussi innovant et aussi humble. Bravo !

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Pour citer cet article

Référence papier

Hervé Regnauld, « Edward Anthony, Shore processes and their palaeoenvironmental applications. Developments in Marine Geology », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 16 - n° 3 | 2010, 314-316.

Référence électronique

Hervé Regnauld, « Edward Anthony, Shore processes and their palaeoenvironmental applications. Developments in Marine Geology », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 16 - n° 3 | 2010, mis en ligne le 20 octobre 2010, consulté le 19 août 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/8031

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Auteur

Hervé Regnauld

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