En tenant compte des moteurs physiques et socio-économiques des rives méditerranéennes de l’Afrique du Nord, nous évaluons d’abord la vulnérabilité à grande échelle de l’ensemble de la côte, puis nous nous concentrons sur les zones clés du golfe de Tunis en Tunisie, les rives du delta du Nil en l’Égypte et la côte de Tripoli en Libye.

Vulnérabilités à grande échelle le long de la côte nord-africaine

Notre évaluation des vulnérabilités le long de toutes les plages arides deltaïques et sableuses de la côte nord-africaine est réalisée en calculant la répartition géographique de trois paramètres : (1) l’indice de vulnérabilité côtière (CVI), (2) l’indice de vulnérabilité socio-économique (SVI) et (3) l’indice intégré de vulnérabilité côtière (ICVI) comme suit :

Indice de vulnérabilité côtière (CVI)

La carte CVI des côtes arides d’Afrique du Nord Fig.  2 A montre l’étendue des vulnérabilités dans les zones côtières. Les valeurs CVI basées sur la physique vont de 1,43 à 4,87. Gornitz 34 classe les cotes de vulnérabilité selon quatre classes de risques : faible (1,43 à 2,29), modéré (2,29 à 3,15), élevé (3,15 à 4,01) et très élevé (4,01 à 4,87).

Échelle de vulnérabilité pour les trois indices caractérisant le risque d’immersion dans les côtes nord-africaines. ( A ) Indice de vulnérabilité côtière (CVI) ; ( B ) Indice de vulnérabilité socio-économique (SVI) et ( C ) Indice intégré de vulnérabilité côtière (ICVI). Les chiffres de la population dans les zones urbaines sont tirés du CIESIN 85 .

Comme le montre la Fig.  2 A, 48 % de la côte nord-africaine présente des valeurs de risque très élevées. Du centre du bassin méditerranéen à ses côtes orientales, la distribution spatiale du CVI suggère que les zones très vulnérables se situent le long de la côte nord-est tunisienne, avec des valeurs allant de 4,6 à 4,7 le long des côtes du golfe de Tunis et du golfe d’Hammamet et Îles Kerkennah. Le long de la côte centrale de la Libye, les valeurs du CVI variaient de 4,7 à 4,8 le long du golfe de Syrte. Le long de la plaine côtière égyptienne deltaïque, les valeurs de CVI variaient de 4,8 à 4,9 sur les côtes d’Alexandrie.

Ces classifications CVI suggèrent que ~ 10% des zones côtières étudiées sont modérément vulnérables et 42% sont caractérisées par un indice de vulnérabilité faible. Les zones les plus vulnérables sont situées le long de la côte nord-ouest de la Tunisie avec des valeurs de CVI comprises entre 1,9 et 2, le long de la côte est de la Libye avec un CVI compris entre 1,6 et 1,7, et le long de la côte ouest de l’Égypte où les valeurs varient entre 1,8 et 1,9. .

Indice de vulnérabilité socio-économique (SVI)

La figure  2 B montre la carte de l’indice de vulnérabilité socio-économique pour l’ensemble du bassin méditerranéen le long de 18789 km de côtes. Une valeur SVI calculée à partir de variables socio-économiques a été classée comme une variable de « risque » sans dimension entre 1 et 5 selon les rangs de vulnérabilité établis par Gornitz 34 : risque faible (1,9 à 2,67), risque modéré (2,67 à 3,44), risque élevé (3,44 à 4,21) et les côtes à très haut risque (4,21 à 5).

La cartographie des valeurs de SVI suggère les classifications suivantes : 22 % du littoral est à très haute vulnérabilité, 16 % est à vulnérabilité élevée, 10 % est à vulnérabilité modérée et 52 % du littoral relève des côtes à faible risque. Les valeurs SVI les plus élevées sont situées le long des villes urbanisées côtières comme Ariana (Tunisie) avec un score moyen de 4,8 à 4,9, à Tripoli (Libye) avec des valeurs de score entre 4,7 et 4,8 et à Alexandrie (Egypte) avec un score de 4,8 à 4,9 . Les îles Kerkennah situées à l’est des zones d’étude sont également marquées par un score de risque très élevé compris entre 4,4 et 4,5. La carte de variabilité spatiale montre que les zones à faible risque sont principalement situées le long des côtes libyennes et nord-ouest égyptiennes avec des valeurs comprises entre 1,9 et 2,4. Seules quelques centaines de kilomètres de la côte tunisienne relèvent du risque modéré, avec un score moyen compris entre 2,3 et 2,4.

Indice intégré de vulnérabilité côtière (ICVI)

L’indice intégré de vulnérabilité côtière (ICVI) est calculé à partir de l’équation. 5 (tel que décrit dans le matériel supplémentaire de la section 3.3 (Processus hiérarchique analytique (AHP)) en utilisant l’indice physique CVI et l’indice socio-économique SVI. Les valeurs ICVI résultantes sont géoréférencées et intégrées dans la base de données ArcGIS pour générer des cartes de vulnérabilité côtière le long 2 C. Les scores ICVI  vont de 1,6 à 4,95, correspondant respectivement aux risques les plus faibles et les plus élevés. La gamme totale des scores ICVI est divisée en quatre classes égales, où chacune identifie un niveau de risque donné pour les aléas côtiers : un score très élevé (4,13 à 4,95), un score élevé (4,13 à 3,23), un score modéré (2,4 à 3,23) et une fourchette faible (1,6 à 2,4).

Figure  2C suggère que 20 % de la côte nord-africaine peuvent être classées comme zone à très haut risque et 27 % comme zone à haut risque. Les zones de vulnérabilité très élevée à élevée s’étendent le long des côtes nord-est de la Tunisie et de l’Égypte. Les côtes présentant des scores de vulnérabilité à très haut risque sont situées dans le golfe de Tunis et le delta du Nil. En particulier, le delta de la Medjerda et le golfe d’Hammamet ont des valeurs d’ICVI comprises entre 4,3 et 4,6, et à Alexandrie on observe des valeurs comprises entre 4,85 et 4,9 le long de la barrière sableuse du lac Burullus. Les zones de vulnérabilité très élevée à élevée représentent 47 % des côtes nord-africaines, 71 % des côtes tunisiennes totales, 9 % des côtes libyennes et 70 % des côtes égyptiennes totales sur la mer Méditerranée. 2 C.

La côte sud-est tunisienne, les côtes libyennes et la crête ouest de la côte du delta du Nil présentent une vulnérabilité à risque modéré à faible avec des valeurs d’ICVI comprises entre 1 et 2. Ces zones de vulnérabilité à risque modéré à faible représentent respectivement 13% et 40% du littoral total. dans notre zone d’étude comme le montre la Fig.  2 C.

Tendances de vulnérabilité localisées dans le golfe de Tunis

Les variables utilisées dans notre évaluation de la vulnérabilité côtière localisée le long du WBGT sont divisées en trois grandes catégories : géologiques, physiques et démographiques (tableau S3 ). La mise en œuvre de ces ensembles de données dans notre calcul de vulnérabilité révèle une variabilité spatiale importante du risque de vulnérabilité dans le WBGT (Données supplémentaires : Fig. S1 A, B). Parmi les variables considérées dans notre analyse, l’élévation côtière et le marnage moyen qui sont principalement des indicateurs de vulnérabilité côtière au risque de submersion et d’inondation côtière (Données complémentaires : Fig. S1 A). Le recul du littoral est observé sur toute la partie nord du golfe de Tunis avec des points chauds de vulnérabilité localisés à très haut risque (Données supplémentaires : Fig. S1UN). L’évaluation socio-économique de la côte encaissée du WBGT montre des scores à haut risque des variables d’utilisation des terres, de peuplement et de réseau routier au nord-est et au sud de la zone d’étude (données supplémentaires : Fig. S1 B). Les autres indicateurs sont des scores de risque faible à modéré.

Nous subdivisons cette zone d’étude localisée en quatre zones comme le montre la Fig.  3 , afin d’évaluer les tendances de vulnérabilité et leurs variables associées : (1) la zone s’étendant du nord au sud de la baie le long des plages de Ghar El Melah , (2) la zone bordée par l’ancien cours de la Medjerda (au sud de la lagune de Ghar El Melah et recouvrant la barrière sableuse de Kalâat El Andalous), (3) la zone alignée avec la plaine deltaïque du nouveau cours inférieur de la Medjerda, et (4 ) la zone située au sud du WBGT le long des côtes de Raoued.

Echelle de vulnérabilité des variables physiques et socio-économiques CVI, SVI et ICVI pour le site d’étude primaire du Golfe de Tunis.

Les indicateurs multi-vulnérabilité CVI, SVI et ICVI du WBGT sont cartographiés dans la Fig.  3 . La carte de répartition de la vulnérabilité spatiale CVI de la côte révèle 15 segments avec un numéro d’identité unique dans sa table d’attributs correspondante. Le tronçon SVI est subdivisé en 11 segments et l’ICVI est divisé en 13 segments.

Pilotes physiques

Les valeurs CVI basées sur la physique sont comprises entre 1,52 et 4,75. Selon ces valeurs, différentes zones de vulnérabilité ont été délimitées en quatre classes : risque faible (1,52 à 2,33), modéré (2,33 à 3,13), élevé (3,13 à 3,93) et très élevé (3,93 à 4,75). Un total de 46 % du littoral WBGT présente des valeurs à très haut risque le long des zones 1, 2 et 3 (segments CVI rouges sur la Fig.  3 . Environ 20,5 % de la côte sont des zones à haut risque (segments CVI bleus sur la Fig.  3 , comprenant la majeure partie de la zone 4 et quelques mètres de plages dans la partie nord de la zone 1 et dans la partie sud de la zone 2.

Le suivi à long terme du mouvement du littoral calculé par le Digital Shoreline Analysis System le long des zones 1, 2, 3 et 4 au cours des années 1882 (4 m), 1936 (2 m), 1974 (2 m), 1988 (20 m), 1999 (20 m) et 2016 (10 m) révèlent des variabilités spatiales et temporelles de l’évolution du littoral comme mentionné dans les données supplémentaires Fig. S2 et Tableau S8 . Dans ce cas, une méthode de détection automatique du littoral utilisant la classification photogrammétrique des images et la numérisation manuelle est développée et est entièrement détaillée en 5 .

Au début du XXe siècle, la zone 1 montre une tendance positive des valeurs du End Point Rate (EPR) entre 1882–1936 et 1974 de 1,85 à 3,82 m/an (± 0,16 à 0,27). La tendance à l’érosion a commencé à partir de la période 1988-1999 et 2016 où les valeurs EPR révèlent une régression de − 2,39 m/an (± 0,2) à − 5,23 m/an (± 0,2) et une moyenne de Net Shoreline Movement (NSM) valeurs de − 26,37 à − 88,95 m (± 2 à 3,7) respectivement (Données complémentaires Fig. S2 ).

La zone 2 montre une tendance positive d’évolution du trait de côte de 1882 à 1936 avec une moyenne de NSM de 154,78 m (± 14) mais la tendance à l’érosion constatée depuis 1936 à 2016 avec une tendance à la hausse du recul du trait de côte de l’EPR de − 11,61 m/an (± 0,16) durant la période 1936 à 1974 à − 32,64 m/an (± 0,2) durant la période 1988 à 1999. Les valeurs NSM les plus élevées sont observées le long de la zone 2 avec des pertes de − 1571,88 m (± 6) entre 1936 et 1974 (Données supplémentaires : Tableau S8 ).

La zone 3 est caractérisée par un taux de déplacement positif du littoral au cours des années 1936, 1974 et 1988 avec une moyenne de valeur EPR de 4,33 à 16,72 m/an (± 0,16 à 0,18) (Données complémentaires Fig. S2 ). La tendance à l’érosion le long de la zone 3 a commencé depuis 1988 avec une perte maximale de sédiments de NSM de − 219,13 m (± 2) à 1999. Le NSM montre les valeurs de mouvement négatives au cours des dernières décennies entre 1999 et 2016, avec une moyenne de − 47,69 m (± 3,7).

Dans la zone 4, la période du début du XXe siècle montre une tendance du trait de côte stable avec des valeurs EPR de − 0,10 m/an (± 0,27) entre 1982 et 1936 et avec des valeurs EPR de 8,43 à 2,26 m/an (± 0,18 à 0,2 ) respectivement de 1974 à 1988 à 1999. De plus, la tendance positive de l’évolution du littoral est interrompue par une période négative entre 1936 et 1974 où la perte de côte est calculée avec une moyenne d’EPR de − 3,13 m/an (± 0,16) et les valeurs NSM de − 118,82 m (± 6) . La période de croissance urbaine rapide de 1999 à 2016 a connu un taux d’érosion avec une valeur EPR de − 1,58 m/an (± 0,22) (Données supplémentaires, tableau S8 ; Fig. S2 ).

Facteurs socioéconomiques

Pour les valeurs du SVI, les différents niveaux de risque varient entre 2,8 et 4. Ces plages sont divisées en trois niveaux de risque de vulnérabilité égaux : faible (2,8–3,2), modéré (3,2–3,6) et élevé (3,6–4). Les variables de vulnérabilité socioéconomique sont dans les fourchettes à haut risque pour environ 30% du total du golfe de Tunis, comme le montrent les données supplémentaires (Fig. S1 B). Les zones à haut risque sont situées dans la partie médiane de la zone 1 et le long de la zone 4. La plage de valeurs la plus basse indique que 57,5% de la côte se trouve dans des zones à faible risque le long de la zone sud 1, la zone 2 et 3 Fig. 3.  Les zones présentant un niveau de risque modéré constituent 12,5 % de la côte WBGT, en particulier dans les parties nord et sud de la baie sur des plages localisées .

Nos résultats suggèrent que l’indice ICVI le long de la côte aride WBGT varie entre 1,5 et 4,68. Les fourchettes sont divisées en trois niveaux : niveaux à faible risque (1,5 à 2,56), à risque modéré (2,56 à 3,62) et à risque élevé (3,7 à 4,68).

Le schéma de distribution spatiale de l’ICVI indique que 65 % (~ 26 km) de la crête côtière du WBGT relèvent d’une vulnérabilité à haut risque face à l’élévation du niveau de la mer. Elle est majoritairement localisée du nord au sud sur la zone 1, 2 et 4. Quelques zones localisées à haut risque sont présentes sur plusieurs centaines de mètres dans la zone 3. Environ 22,5% (~ 9 km) sont caractérisées par des zones à risque modéré principalement situés dans les zones 3 et 4. Les scores les plus faibles d’ICVI, qui représentent 12,5% (~ 5 km) de la longueur totale du littoral, sont situés sur des promontoires rocheux.

Origines et implications de la vulnérabilité côtière

On s’attend à ce que le réchauffement climatique accroisse considérablement la vulnérabilité des côtes en raison des modifications potentielles des régimes de précipitations, des inondations et de l’intensité des tempêtes marines 35 . Nos résultats suggèrent que les plages arides deltaïques et sablonneuses des côtes nord-africaines sont parmi les plus vulnérables aux perturbations dues aux aléas côtiers du bassin méditerranéen central et oriental. Leur vulnérabilité est de plus en plus observée lors d’événements météorologiques légers à violents qui se produisent le long de ces vastes côtes. Par exemple, dans le nord-est de la Tunisie, la grande crue éclair de Nabeul en septembre 2018 et la crue de l’Ariana en octobre 2019 ont respectivement entraîné en moyenne 90 à 220 mm de précipitations en une heure, causant à la fois des dégâts matériels et des pertes humaines 36. De plus, en octobre 2019, les zones côtières méditerranéennes de l’Égypte ont été ravagées par un «médicament» extrêmement rare apportant des vents de force tempête de type tropical, de fortes pluies et des inondations côtières causant de graves pertes matérielles et humaines. Depuis 1980, les températures de surface de la mer Méditerranée ont augmenté de 1 à 2 degrés 37 . La température de surface de la mer plus chaude dans la partie orientale du bassin méditerranéen serait le catalyseur de telles tempêtes atypiques de type medicane 38 . Une occurrence accrue de medicanes dans le bassin méditerranéen occidental et en mer Noire est prévue et pourrait être associée à une réduction des trajectoires de tempêtes dans les zones adjacentes, en particulier en Méditerranée centrale 37. De plus, les futurs événements de vents extrêmes atteignant des vitesses allant jusqu’à 60 kt devraient devenir plus fréquents dans tous les sous-bassins méditerranéens 37 . Alors que ces phénomènes extrêmes et inhabituels se produisent à plusieurs reprises le long de côtes très vulnérables, davantage de dommages urbains et d’impacts environnementaux sont détectés.

Moteurs physiques de la vulnérabilité côtière

Comme mentionné dans la section « Élévation du niveau de la mer, marées et vagues », les valeurs les plus élevées pour les différents indices de vulnérabilités côtières sont observées le long des côtes orientales de la Tunisie (y compris les côtes des îles Kerkennah) et le long du golfe de Syrte dans le centre de la Libye. côte à la plaine côtière du delta du Nil, comme le montre la Fig.  6 A, B. Les vulnérabilités observées peuvent être attribuées à trois facteurs physiques et à un facteur socio-économique, comme indiqué ci-dessous :

Topographie côtière

Les zones de très haute et haute vulnérabilité des côtes arides d’Afrique du Nord représentent 71% de la côte tunisienne totale, et 19% de la côte libyenne et 72% de la côte égyptienne totale de la Méditerranée. Ces valeurs de vulnérabilité élevées peuvent être partiellement attribuées à la géomorphologie des côtes arides d’Afrique du Nord où plus de la moitié est constituée d’une crête sableuse, d’un lagon et d’un dépôt de marais salés et d’une plaine deltaïque alluviale (tableau S1 ). Les zones les plus vulnérables sont situées dans la Zone Côtière de Basse Altitude (ZEC) des rivières de plaine deltaïque telles que la Medjerda et le Nil Fig.  2, qui comprend des plaines alluviales et des lagunes côtières presque plates et proches du niveau de la mer. La faible topographie des reliefs côtiers et la faible pente des plages représentent un facteur prioritaire influant sur le CVI élevé 39 . Cela explique le taux de risque très élevé observé sur l’ensemble du littoral de l’île de Kerkennah.

Cadres géologiques et géomorphologiques

Les côtes arides de l’Afrique du Nord sont caractérisées par des sédiments mixtes siliciclastiques-carbonates provenant des affleurements tertiaires et quaternaires (c’est-à-dire du Pléistocène et du Tyrrhénien) 40 , 41 , 42 . Les basses plaines sont comblées par des alluvions et des dépôts fluviaux. De plus, le cadre géologique et le mouvement tectonique associé ont montré des phénomènes d’affaissement non négligeables dans ces plateaux continentaux tels que les zones côtières du delta du Nil. En raison du cadre tectonique complexe de la Méditerranée orientale, des tremblements de terre se sont produits à proximité de la marge continentale égyptienne à la fois à l’époque récente et historique 43 , 44. Les taux d’affaissement sur les promontoires de Rosette et de Damiette sont importants, allant de 2,5 à 3,5 mm/an 45 . De même, la plaine de la Medjerda subit un taux de subsidence de 10 mm/an 46 (tableau S1 ). Les indices physiques calculés selon

Gornitz 47 représentent un seuil minimum de vulnérabilité. Le taux d’affaissement actuel le plus élevé dans les zones à forte densité de population augmente l’indice de vulnérabilité au risque physique. La vulnérabilité aux risques physiques est définie ici comme la résistance géologique et géomorphologique aux perturbations causées par les aléas naturels liés à la mer tels que les tsunamis, l’élévation du niveau de la mer, la submersion et les tempêtes.

Élévation du niveau de la mer, marées et vagues

L’indice de vulnérabilité côtière à plusieurs échelles adopté par Thieler et Hammar-Klose 48 classe l’élévation du niveau de la mer comme le cinquième facteur vectoriel antérieur avec 5 %. Ce facteur physique connaît un rythme croissant depuis les dernières décennies avec 3,2 mm/an 49 . Les côtes du sud de la Tunisie et celles du nord-est de l’Égypte affichent respectivement des taux de 4,3 et 4,9 mm/an pour l’élévation du niveau de la mer (tableau S1 ). Les risques associés à ces observations SLR sont l’augmentation des inondations, l’accélération de l’intrusion saline vers les terres, les ondes de tempête et l’érosion du littoral 50 , 51 , 52 .

L’amplitude des marées et la hauteur significative des vagues ne sont pas une variable fortement pondérée, car le bassin méditerranéen est une mer semi-fermée avec un fetch limité et sous un régime microtidal (marées < 2 m) Fig.  1 A. L’impact du réchauffement climatique est pour augmenter la fréquence et l’intensité des ondes de tempête 25 , 53 . Alternativement, les études du modèle METEOCEAN (par exemple Sartini et al. 54 ) suggèrent que les caractéristiques des ondes de tempête méditerranéennes peuvent également être affectées de manière significative par la saisonnalité résultant des régimes de perturbations météorologiques se produisant au cours de différentes saisons. Plusieurs tempêtes de mer extrêmes se sont récemment produites sur le promontoire de Rosetta dans la baie d’Abu-Qir en Égypte Fig.  4D avec une valeur maximale de hauteur de vague significative de 4,19 m avec une période de vague de 10,7 s observée en novembre 1986 en provenance du nord-ouest 55 . Selon Iskander 56 , les enregistrements de vagues mesurés le long des côtes du delta du Nil de 1985 à 2010 révèlent des augmentations de la tendance de la hauteur des vagues à un taux allant de 2,6 à 2,9 cm/an. Par ailleurs, sur les côtes nord-est tunisiennes, les records de hauteur de houle incidente atteignent 5,5 m en hiver à partir du nord-est Fig.  4 B. parallèles au rivage respectivement, principalement alimentés à la fois par des matériaux terrestres et par des approvisionnements offshore Fig.  1A. Ainsi, l’équilibre du bilan sédimentaire côtier dépend des apports terrestres et nets du large, qui sont perturbés par les barrages et la croissance urbaine 5 . Par conséquent, le déséquilibre négatif des sédiments résultant de l’occurrence accrue d’événements météorologiques dangereux côtiers combinés au piégeage des sédiments met en danger la stabilité des plages, provoquant une érosion alarmante du littoral et est responsable de la forte vulnérabilité côtière observée à proximité des zones urbaines.

( A ) Évolution temporelle des crues dans les bassins versants de la Medjerda et ( C ) du Nil, au cours du siècle dernier ; ( B ) Présence de tempêtes marines de 1980 à 2020 dans le WBGT et ( D ) Delta du Nil. Les données statistiques sont collectées dans les stations de Tunis Carthage (Tunisie) et du Caire (Egypte). La hauteur significative des vagues a été établie à partir des données des enregistrements historiques le long des côtes tunisiennes 46 et du delta du Nil 56 .

De plus, l’endiguement des rivières entrave l’acheminement des transports de sédiments vers les zones côtières, privant les écosystèmes des minéraux et nutriments qu’ils transportent. Maavara et al. 57 prédiction du modèle écologique pour le milieu du siècle, suggère que plus de la moitié des rivières mondiales qui se jettent dans la mer subiront une plus grande élimination du silicium par rapport à l’azote et au phosphore, en conséquence de l’augmentation des constructions de barrages hydroélectriques. Ce qui précède a un impact sur le rôle des diatomées dans la production marine côtière, car elles sont de plus en plus concurrencées par d’autres algues potentiellement nocives qui n’ont pas besoin de silicium pour se développer 57 .

Dynamique multi-décennale du littoral

L’évolution du littoral est la variable physique considérée comme un indicateur visuel crucial de la vulnérabilité du littoral aux aléas naturels. Les moteurs naturels et anthropiques contrôlent les tendances temporelles de la dynamique du littoral. Notre évaluation CVI localisée le long des côtes tunisiennes suggère que les classes les plus vulnérables s’étendent sur 46% du WBGT le long des zones 1, 2, 3 et 4 (matériel complémentaire : Fig. S1 A, B). Ces zones sont également les plus érodées avec une valeur négative maximale de NSM au cours de la dernière période de plusieurs décennies (matériel supplémentaire, tableau S8 ).

L’évolution à long terme du DSAS suggère deux tendances d’évolution des zones de plaine sédimentaire et deltaïque encaissées : (1) la dynamique naturelle et (2) la dynamique anthropique.

La réponse naturelle au début du XXe siècle montre une évolution positive des plages de sable du golfe de Tunis. Le débit actif de l’ancien cours de la Medjerda associé aux matériaux bioclastiques du large alimente les côtes et les rivages s’accrétent avec un taux d’accrétion > 1 m/an. Malgré cela, on observe une tendance à l’érosion du tronçon sud de la baie (zone 4) entre la période de 1936 à 1974 où la perte de côte est calculée avec une moyenne d’EPR de − 3,13 m/an (± 0,16) et les valeurs NSM de − 118,82 m (± 6). Au début des années 1900, plusieurs sécheresses et irrégularités dans les périodes de précipitations ont été enregistrées qui ont diminué les flux de déversement de sédiments de la rivière Medjerda comme la crue du delta amont survenue en mars 1973 avec un débit d’eau maximal de 3500 m 3/s Fig.  4 A.

La barrière sableuse côtière dans la zone 4 borde le système sédimentaire paralique aride de la sabkha de l’Ariana Fig.  1 C. Elle a été une lagune fermée de 1300 à 2200 BP 58 et est remplie par l’action de remaniement des vagues de la migration NE de le canal terrestre de la Medjerda associé à un affaissement dû au mouvement tectonique quaternaire local associé à une faille normale NW–SE et à une fluctuation post-glaciaire isostatique due à des facteurs hydro-climatiques 59 .

L’évolution du trait de côte au cours des dernières décennies est caractérisée par une forte tendance à l’érosion, notamment au niveau de la zone 2 avec une valeur d’EPR allant jusqu’à − 10 ± 0,2 m/an. Hzami et al. 60 , rapportent une observation similaire le long de cette zone côtière avec des taux de recul maximum de − 20 ± 0,15 m/an.

Les valeurs alarmantes de NSM enregistrées le long de la zone 2 avec une valeur maximale de − 1571,88 m (± 6 m) entre 1936 et 2016 sont liées aux facteurs anthropiques. Par ailleurs, la déviation du cours naturel de la Medjerda depuis 1936 vers le sud, la mise en place de digues portuaires depuis 1974 et la construction du barrage en 1982 ont considérablement réduit et perturbé le rejet de sédiments vers le littoral 21 Fig.  5 A. Le recul du littoral accentue la vulnérabilité côtière des zones basses moins approvisionnées.

Recul et détérioration du littoral observés entre 1974 et 2019 sur les côtes de ( A ) Medjerda et ( B ) plaine du delta du Nil. Les chiffres indiquent l’évolution des principales caractéristiques de la couverture terrestre dans le delta de la Medjerda ( A ) (1) indiquent le changement dans l’évolution des zones humides transformant les zones humides cultivées en marais salés et (2) indiquent la réduction alarmante des zones de flèches sableuses ; dans le delta du Nil ( B ) (1) indique la disparition des classes de reliefs naturels et leur remplacement par l’occupation des terres et les cultures cultivées et (2) L’érosion critique de l’embouchure de Rosette. La ligne pointillée rouge fait référence à la limitation des zones côtières à risque à l’élévation du niveau de la mer d’ici 2100 selon Kulp et al. 86 .

De même, le recul du littoral et la réduction de l’apport de sable sur le littoral du delta du Nil sont attribués à la construction du haut barrage d’Assouan dans les années 1960 61 . Le taux d’érosion élevé sur les côtes du delta du Nil entre 1955 et 1983 est de – 114 m/an 62 , causé par le piégeage des sédiments à la suite de la construction de barrages fluviaux 61 , 63 (Fig.  4 C) et le déséquilibre physique de la dynamique côtière causé par des ouvrages maritimes Fig.  5B. Ces deux facteurs contribuent aux scores de vulnérabilité à très haut risque observés le long du front du delta du Nil et des gisements du prodelta. Le faible risque de vulnérabilité côtière pour les côtes libyennes est attribué à l’équilibre du bilan sédimentaire côtier en raison de l’absence de réseau permanent de rivières alimentant les côtes et des pentes côtières relativement plus élevées.

Les débits qui reconstituent les côtes du bassin méditerranéen se dégradent continuellement en termes de qualité de l’eau en raison de facteurs naturels tels que la baisse des précipitations et les vagues de chaleur ainsi que de facteurs anthropiques tels que les barrages, la pollution et la surexploitation. Cette dégradation est plus accentuée dans la partie sud du bassin méditerranéen où les zones humides côtières et les écosystèmes marins côtiers abritant des ressources halieutiques connaissent une baisse de productivité liée à la dégradation de la qualité des flux et à son épuisement de plusieurs ressources minérales et nutritives essentielles .. Ce qui précède a de graves impacts sur l’agriculture, la pêche et l’aquaculture, compromettant ainsi la sécurité alimentaire et la durabilité économique des parties les plus arides du littoral méditerranéen qui souffrent déjà de la surpêche et de la croissance brutale du développement urbain côtier 64 .

Croissance urbaine dans les zones côtières

Dans notre enquête, les variables socio-économiques sont dérivées de la densité de population, de l’utilisation des terres côtières, des réseaux routiers et des établissements humains. Les scores SVI permettent d’évaluer la vulnérabilité de la population côtière puisque plus de 30% de la population des littoraux arides d’Afrique du Nord dans les zones urbaines côtières. Dans la carte de vulnérabilité socio-économique Fig.  2 B, on remarque que les valeurs SVI très élevées se situent autour des zones à forte croissance urbaine (tableau S1 ). Selon la comparaison par paires de la variable socio-économique (tableau S5 ), la densité de population est un paramètre prioritaire pour 60 % par rapport à d’autres variables telles que l’utilisation des terres côtières, les réseaux routiers et les établissements humains.

En Tunisie, l’indice de vulnérabilité socioéconomique révèle des scores très élevés de 4,8 et 4,9. Le taux de croissance de la population tunisienne est d’environ 1,03% au cours des dernières décennies (entre 2004 et 2014), la densité moyenne de population est d’environ 700 personnes/km 2 et les taux d’urbanisation augmentent de 65% 65 . du golfe de Tunis au cours des dernières décennies (2004-2014) est d’environ 87 % (tableau S1 ).

Les côtes égyptiennes affichent les mêmes cotes de vulnérabilité socioéconomique élevées, avec un score de 4,8 à 4,9. Le taux de croissance de la population égyptienne au cours de la dernière décennie est estimé à plus de 2 % en moyenne, avec un développement fortement urbain proche de 50 % 66 . Dans le delta du Nil, la densité de population est en moyenne de 1 000 personnes/km 2 avec un taux de croissance de 62,6 % le long du delta du Nil sur la période de 2005 à 2017, comme indiqué dans le tableau S1 .

Les zones fortement urbanisées des côtes libyennes telles que les côtes de la ville de Tripoli connaissent un indice de vulnérabilité sociale très élevé entre 4,7 et 4,8. Le taux de croissance de la population libyenne est estimé à 1,45 %, avec un développement fortement urbain ~ 80 % 66 La densité moyenne de la population à Tripoli est d’environ 200 personnes/km 2 .

Notre évaluation régionale de la vulnérabilité côtière sur les côtes arides d’Afrique du Nord qui est principalement constituée de plages de sable est cohérente avec les résultats du modèle de projection mondiale de la vulnérabilité côtière (GPMCV) en 67 , qui a estimé la disparition potentielle de 50 % de la population mondiale . répartition des plages de sable dans la zone côtière de basse altitude d’ici 2050. Même si les côtes de sable d’Afrique du Nord n’ont pas été prises en compte dans l’analyse du GPMCV, en raison du manque de données publiquement disponibles pour la zone pour les enquêteurs, notre étude ici en réponse à cette lacune et confirment que l’étendue et l’amplitude de la vulnérabilité des côtes arides d’Afrique du Nord est alarmante.

L’extension géographique des vulnérabilités côtières et sociales fortes et très fortes sur des dizaines à des centaines de kilomètres impose des schémas de gestion multidimensionnels rigoureux pour atténuer leurs impacts notamment en milieu urbain. Par exemple, dans les gisements du front et du prodelta du delta du Nil, un blindage est en cours avec des digues et des jetées le long des côtes des deux villes d’Alexandrie et de Rosette. De même, dans le golfe de Tunis, pour protéger les zones urbaines des submersions marines, des digues et des brise-lames ont été installés depuis les graves dommages causés par l’onde de tempête de 1981. La mise en œuvre de ces solutions est coûteuse et ajoutera un stress supplémentaire aux économies locales. .

Vulnérabilité côtière et émigration

Arid coasts represent more than 12% of the world’s coastline Fig. 6A and include several high population urban areas Fig. 6A mainly in the west coast of the United States, North Africa, the Persian Gulf, the Eastern coast of Australia as well as other areas in south America and Africa. Particularly, the arid deltaic and sandy shores of North Africa represent one of the most widespread coastal vulnerability Fig. 6B and have been associated with one of the most rapid increases in coastal urban populations of 87% and 62.6% over the last decades for both the Tunisian and Egyptian coasts respectively. The resulting environmental impacts of the rapid urban growth is the main driver for their high socioeconomic vulnerability Fig. 6C. The integrated coastal vulnerability is the result of both the combination of these physical and socioeconomic vulnerabilities and is the primary driver for significant increases in out-migration flow rates by 0.5 M (~ 62%) and 6.7 M (~ 248%) in Tunisia and Egypt respectively from 2000 to 2016, both factoring in a population of 19 M Fig. 6D.