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Les environnements marins et côtiers sont soumis à une pression croissante en raison d’événements météorologiques de plus en plus violents, dont la fréquence et l’intensité ne cessent d’augmenter. Parallèlement, les villes côtières, les ports et les infrastructures maritimes se développent en nombre et en taille. La biodiversité est également menacée par les activités humaines et subit des pressions telles que la pollution, la surexploitation et les espèces invasives. Combinés aux effets du changement climatique, ces facteurs mettent à l’épreuve les environnements naturels et anthropiques. Les solutions côtières doivent donc être flexibles et conçues pour fonctionner en harmonie avec la nature, et non contre elle.
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Des solutions fondées sur la nature, de la conception à la réalisation
Les environnements marins et côtiers sont dynamiques, continuellement façonnés par les forces naturelles des vagues, des marées et des houles. Pour garantir leur fonctionnalité à long terme, leur durabilité et leur rapport coût-efficacité, les aménagements dans ces zones doivent être conçus et mis en œuvre avec une compréhension claire et dans le respect des processus physiques et biologiques locaux et naturels.
C’est également l’approche de DHI : travailler avec la nature, de la conception à la réalisation.
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DHI collabore avec des clients des secteurs public et privé (notamment des gouvernements, des organisations à but non lucratif, des compagnies d’assurance, des promoteurs immobiliers et l’industrie maritime) pour protéger les littoraux contre les risques côtiers, accompagner les projets d'aménagement côtier et préserver les écosystèmes grâce à des solutions fondées sur la nature (SfN). Nous soutenons toutes les phases de mise en œuvre des SfN en proposant des services de conseil spécialisés et fondés sur la science, adaptés à l’échelle et aux besoins de chaque projet, tout au long de son cycle de vie.
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Des solutions adaptées localement pour des environnements complexes
En tant que leaders des solutions fondées sur la nature, nous aidons nos clients à relever les défis sociaux et environnementaux en s'appuyant sur des caractéristiques et des processus naturels adaptés à l’environnement local.
Notre présence locale, notre expérience internationale, notre engagement en matière de R&D et nos technologies avancées nous permettent de développer des solutions durables pour répondre aux défis climatiques et aux défis liés aux aménagements futurs. Toujours avec la nature au cœur de notre approche.

Solutions

Infrastructure maritime

L'attention politique et publique est de plus en plus portée sur l'impact que peuvent avoir de grands projets d'ouvrages marins, tels que les ponts, les îles artificielles et les tunnels, sur les écosystèmes locaux. DHI propose des solutions pour tous les aspects du cycle de vie de ces ouvrages, de leur conception et leur construction, à leur exploitation. Cela permet de s'assurer que ces nouvelles structures fonctionnent en harmonie avec la nature, et non contre elle. Nous aidons à garantir que l'ouvrage respecte une législation environnementale stricte et est en mesure de faire face aux conditions environnementales les plus difficiles.

Développement côtier

Protéger contre les inondations côtières et s'adapter au changement climatique n'a jamais été aussi important. En déployant des mesures durables d'atténuation des risques, il est possible de rendre économiques et résilients la conception et le développement des nouveaux projets terrestres, insulaires et en bord de mer, tout en protégeant l'environnement local. 

Gestion de la biodiversité

Trouver un équilibre entre la protection de la nature et le développement économique reste un défi constant, en particulier lorsque des projets d’infrastructure (tels que la construction de parcs éoliens en mer, de voies ferrées, de ponts ou l’extension de ports) risquent de perturber des écosystèmes fragiles. C’est pourquoi il est essentiel de surveiller, d’évaluer et d’atténuer la perte de biodiversité, quelle que soit l'envergure du projet.
En intégrant une gestion efficace de la biodiversité dans vos plans d'aménagement, nous pouvons œuvrer ensemble à un avenir durable pour l’industrie comme pour l’environnement.

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Découvrez comment nous pouvons vous accompagner sur les questions liées à l'aquaculture, ainsi que sur la gestion de l'environnement et des écosystèmes.

Protéger le front de mer de Saint-Malo contre l'intensification des tempêtes

La modélisation intégrée permet la planification, l'adaptation et la résilience à long terme face aux inondations côtières

Située au creux d'une baie à la bathymétrie complexe, Saint-Malo fait face aux marées les plus fortes d'Europe, ainsi qu'à de fréquents événements de tempête qui provoquent d'importants franchissements le long de son front de mer. Ces conditions, ainsi qu'un manque de données historiques, ont limité la compréhension des processus hydrodynamiques et du transport des sédiments qui façonnent le littoral, en particulier lors des tempêtes et des changements saisonniers. Pour y remédier, la ville de Saint-Malo a lancé deux études ciblées dans le cadre de son plan d'action pour la prévention des submersions marines, avec l'appui de DHI. La première est une étude hydrosédimentaire visant à améliorer la connaissance des processus côtiers et à développer des modèles numériques pour orienter les stratégies de gestion du littoral. La seconde évalue les risques actuels et futurs de submersion marine, en vue de proposer et de simuler des solutions d'aménagement du littoral. Ensemble, ces études constituent une base solide pour une protection côtière durable et adaptative face à l’élévation du niveau de la mer et à l'intensification des tempêtes à Saint-Malo.

Défi
Saint-Malo est régulièrement confrontée à des inondations lors des marées de vives-eaux, ce qui expose les habitations situées en front de mer à des dommages. Lorsque les tempêtes coïncident avec ces marées, les inondations s’étendent jusqu’au centre-ville, ce qui augmente les risques pour les habitants et les infrastructures. Une mauvaise compréhension des dynamiques côtières pourrait conduire à des solutions de protection contre les submersions marines inefficaces ou coûteuses, susceptibles également d’altérer le paysage naturel par des structures artificielles. L'agglomération a reconnu la nécessité de caractériser avec précision les risques de submersion côtière afin de prendre les bonnes décisions pour l'avenir, en matière d'urbanisation.

Bien que les études précédentes aient apporté des éclairages précieux, il reste nécessaire d’élargir les données historiques sur l’évolution des plages et d’approfondir la compréhension des processus hydro-sédimentaires influençant le transport des sédiments. Même si le franchissement par paquets de mer lors des tempêtes a déjà fait l’objet d’études, les analyses réalisées jusqu’à présent ne couvrent pas l’ensemble du littoral de manière suffisamment détaillée et continue. Dans une optique de résilience à long terme, la ville de Saint-Malo a recherché un outil de modélisation fiable et calibré, basé sur des événements passés, afin de simuler en toute confiance des scénarios de tempêtes plus intenses et mieux protéger ses habitants.

Solution
Pour faire face aux défis côtiers de Saint-Malo, DHI a commencé par analyser toutes les données et études existantes relatives à la baie. Pour l’étude hydrosédimentaire, un programme de mesures détaillé a été mis en œuvre, comprenant notamment un suivi régulier des plages à l’aide de relevés topo-bathymétriques et de levés drones. En parallèle, un ensemble de modèles numériques intégrés a été développé : modélisation rétroactive régionale de la propagation des vagues et de l’hydrodynamique, modélisation hydrosédimentaire locale couplant vagues, hydrodynamique et transport sédimentaire, modélisation de la dérive littorale sur les plages et modélisation haute résolution de la morphodynamique côtière sur une période de dix ans.

Pour l’étude sur les inondations, DHI a développé un modèle 3D de franchissement de vagues à l’aide de MIKE 3 Wave FM et un modèle 2D de propagation des inondations dans la ville sous MIKE+. Ces modèles intègrent des représentations détaillées des bâtiments et du réseau d’eaux pluviales. De plus, le modèle de franchissement alimente le modèle d'inondation urbaine afin de simuler les écoulements au-dessus de la digue du front de mer. Les deux modèles ont été calibrés à partir de deux événements de tempête récents ayant provoqué d'importantes inondations.

Ce qui rend cette solution unique, c’est son approche intégrée et spécifique au site, combinant données historiques, mesures de terrain et modélisation avancée pour offrir une compréhension complète de la dynamique côtière et des risques d’inondation. L'utilisation de MIKE 21 Shoreline Morphology permet une simulation précise de l’évolution du littoral sur dix ans, grâce à une approche 1D/2D qui permet de tenir compte de la bathymétrie complexe de la zone.

Résultats
Les études ainsi menées ont fourni à la ville de Saint-Malo des outils fiables et axés sur les données, pour soutenir la planification de la gestion du littoral à long terme et la gestion des aléas inondation. Les principaux résultats sont les suivants :


Aide à la décision pour la gestion du littoral : Le modèle de morphodynamique côtière de DHI permet à la ville d’évaluer les impacts et la pertinence de différents scénarios de protection du littoral, tels que le rechargement de plage et la restauration des épis dégradés.
Simulation précise des futurs événements d'inondation : Les modèles de submersion permettent à la ville de simuler avec précision les inondations afin d’évaluer l’efficacité des projets d’adaptation de la digue du front de mer et du réseau de drainage des eaux pluviales.



 Optimiser les nouveaux ponts ferroviaires pour traverser les rivières

La compagnie ferroviaire nationale allemande DB InfraGO AG, communément appelée Deutsche Bahn, utilise la modélisation hydrodynamique 3D pour optimiser le remplacement des ponts enjambant l'emblématique Elbe.
 
La compagnie ferroviaire allemande DB InfraGO AG, connue sous le nom de Deutsche Bahn, a prévu de remplacer quatre ponts ferroviaires enjambant l'Elbe. L'objectif était d'identifier le design le plus adapté pour ces nouveaux ponts, dans le but de réduire les impacts sur l’environnement fluvial tout en assurant la rentabilité des phases de conception et de construction. Grâce à un modèle hydrodynamique 3D, la Deutsche Bahn a pu exploiter les données disponibles, et ainsi prendre des décisions adéquates pour garantir un transport sûr et efficace pour ses passagers, tout en limitant l'impact sur l'environnement.
 
Défi
La Deutsche Bahn prévoyait de remplacer quatre ponts ferroviaires parallèles car les anciens ouvrages avaient été endommagés par le temps et l'eau. Le chemin de fer passe au-dessus du Süredelbe, une portion de l'Elbe à proximité de la ville de Hambourg, en Allemagne, qui est fortement influencée par les marées et l'activité humaine. La direction de l'écoulement de la rivière et le niveau de l'eau sont régis par la dynamique des marées, et leurs changements fréquents doivent être pris en compte lors de la simulation des scénarios d'inondation.
 
Les conditions hydrodynamiques de l'Elbe sont complexes en raison de fréquentes ondes de tempête en mer du Nord et d'inondations fluviales. Il est donc essentiel pour la Deutsche Bahn d'identifier la conception optimale pour ces nouveaux ponts ferroviaires, pour mieux s'adapter à ces événements, tout en impactant le moins possible les forces hydrodynamiques du fleuve. Étant donné que la conception du pont doit répondre aux exigences de la directive-cadre européenne sur l'eau, il était de la plus haute importance que les nouvelles constructions aient un impact minimal sur le milieu, tant pendant la phase de construction qu'au cours des phases suivantes.
 
En d'autres termes, la Deutsche Bahn avait besoin de l'accompagnement d’experts ayant une connaissance détaillée du site et proposant des solutions pour modéliser les éventuelles conséquences sur l'environnement, en matière d'hydrodynamique et de transport sédimentaire.
 
Solution
Dans une première étude, DHI a analysé plusieurs projets de ponts, selon les conditions maritimes et de débit. La Deutsche Bahn a ensuite sélectionné une option, sur la base des résultats hydrodynamiques.
 
À l'étape suivante, DHI a mis en place un modèle hydrodynamique 3D pour modéliser numériquement la mécanique des fluides de l'Elbe et prédire le comportement de l'eau autour du pont, à la fois pendant la phase de construction et par la suite. Ce processus impliquait la prise en compte des trois dimensions du fleuve (longueur, largeur et profondeur) pour créer une représentation détaillée de la bathymétrie et de la topologie du fleuve. DHI a également modélisé plusieurs scénarios hydrologiques d'ondes de tempête et d'inondations, pour obtenir un aperçu complet de la réaction de la structure du pont en cas d'événements extrêmes et ainsi aider la Deutsche Bahn à prendre des décisions éclairées sur le réseau hydrographique.
 
Les simulations réalisées par DHI ont montré qu’un affouillement allant jusqu'à 10 mètres de profondeur pouvait survenir au niveau de certains piliers du pont durant la construction. Les simulations ont également révélé que les sédiments côtiers étaient susceptibles d'être mobilisés pendant les inondations. Par la suite, DHI a accompagné la Deutsche Bahn lors de la planification et de la mise en œuvre de mesures de protection contre l'affouillement. Ces dernières participeront en fin de compte à la protection de l'infrastructure pour garantir sa longévité.
 
Avec les modèles numériques, les périodes de mise en œuvre sont optimisées grâce aux analyses détaillées et précises des différents aspects du fleuve.
 
Résultats
Avec l'optimisation et l'entretien de cette infrastructure ferroviaire, la Deutsche Bahn peut assurer un transport sûr et efficace pour ses passagers, tout en limitant les éventuels impacts environnementaux. La modélisation hydrodynamique fournie par DHI a permis à la Deutsche Bahn de choisir le projet de pont ferroviaire le plus économique et le plus durable, qui sera en mesure de résister aux événements extrêmes tels que les inondations liées aux tempêtes.
 
Grâce aux simulations réalisées, la Deutsche Bahn a également obtenu des informations basées sur des données numériques au sujet des périodes optimales pour les travaux de construction. L'impact environnemental de la phase de construction a ainsi pu être réduit.


Estimez les impacts de vos activités de dragage avec plus de précision

Découvrez comment le plus grand port de Nouvelle-Zélande, Tauranga, y est parvenu avec une solution Web personnalisée.
 
La gestion des dragages pour limiter les impacts environnementaux est une préoccupation mondiale. Une vaste opération de dragage menée par notre client, Rohde Nielsen A/S, pour le plus grand port de Nouvelle-Zélande, Tauranga, devait respecter des seuils de turbidité très stricts tout au long des travaux. DHI a collaboré avec Rohde Nielsen A/S pour développer un outil capable d'estimer le niveau de turbidité attendu autour de la zone concernée, pour tous les scénarios de dragage possibles, y compris en combinaison avec d'autres opérations de dragage. Cela a permis aux exploitants de planifier leurs opérations et de définir des scénarios de dragage pour estimer de manière plus précise les impacts environnementaux de ces activités.
 
Défi
Rohde Nielsen A/S était tenu de se conformer aux seuils stricts de tolérance de turbidité pour s'assurer que le port respecte les normes environnementales liées aux activités de loisirs et au tourisme. Ils avaient besoin d’un outil leur permettant d’optimiser la planification du projet et de simuler des scénarios de dragage avec des niveaux de turbidité anticipés conformes aux seuils acceptables. Tout cela dans un délai serré.
 
Solution
Rohde Nielsen A/S a collaboré avec DHI pour développer rapidement un outil numérique qui a joué un rôle clé dans la réussite globale du projet de dragage. Les points forts de cette solution sont les suivants :

Évaluation rapide des impacts environnementaux en fonction des conditions prédéfinies
La charge du serveur Web requise est relativement faible
La pertinence des données d'entrée permet d'optimiser le séquençage des opérations de dragage, tout en gardant l'environnement au cœur des priorités
L'impact des opérations des dragues sur les niveaux de turbidité est effectivement réduit

Résultats
Rohde Nielsen A/S a mené à bien le contrat de dragage d'un an dans le rspect du budget et du calendrier, sans jamais dépasser les seuils de turbidité fixés. Les opérations ont été exécutées dans les temps, dans le respect total des limites de turbidité, et à la pleine satisfaction de toutes les parties prenantes.

Une évaluation plus précise des impacts environnementaux liés aux opérations de dragage
Réduction des niveaux de turbidité, dans le respect des seuils de tolérances établis
Réduction des coûts associés, en raison de l'absence de dépassement des seuils de turbidité


Protéger les environnements marins et côtiers avec des solutions fondées sur la nature

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