Valider un atlas de mobilité sédimentaire sans vérité terrain

Pourquoi la validation directe est impossible

La grandeur que produit l'atlas — la fraction du temps où le fond est mis en mouvement, maille par maille, sur plus de trente ans — n'est observable nulle part. On ne pose pas trente ans d'instruments sur 2 581 mailles. La tentation est alors de ne rien valider et de présenter la carte telle quelle, ce que fait une grande partie des études de screening.

La sortie de secours consiste à décomposer la chaîne et à attaquer chaque maillon avec une source qui n'a pas servi à le construire. Trois maillons sont attaquables : le forçage qui entre dans le calcul, la conséquence morphologique observable qui devrait en découler, et l'hypothèse la plus fragile du modèle. Aucune de ces trois confrontations ne prouve l'atlas. Ensemble, elles bornent ce qu'il vaut.

Confrontation 1 — le forçage, contre l'atlas de courants du SHOM

La contrainte de fond dépend du courant. Si le courant est faux, tout l'est. Nous comparons donc les courants horaires du modèle aux 51 points du produit « Courants de marée des côtes de France » du SHOM (C2D, édition 2005, Licence Ouverte) situés dans la tuile — un produit qui n'entre à aucun moment dans la chaîne de calcul. Les marées de vive-eau (coefficient 95) et de morte-eau (coefficient 45) sont reconstituées depuis le cache horaire multi-annuel, puis composées heure par heure de −6 h à +6 h autour de la pleine mer au port de référence (Calais).

Vive-eau (coef. 95)

Ratio des vitesses maximales modèle / SHOM : 0,98 (médiane), étendue 0,52–1,38. Déphasage médian +25 min. Écart de direction médian nul. 4 104 marées composées.

Morte-eau (coef. 45)

Ratio 1,03 (médiane), étendue 0,51–1,65. Déphasage médian +11 min. Écart de direction médian 1°. 1 530 marées composées.

Un point mérite d'être dit, parce qu'il change la lecture : le SHOM donne un courant de surface, le modèle un courant moyenné sur la verticale. Un ratio inférieur à 1 — de l'ordre de 0,85 à 0,95 — est donc attendu par construction. Les médianes observées, 0,98 et 1,03, ne sont pas « meilleures » qu'un accord parfait : elles disent que le modèle est plutôt légèrement fort, ce qui va dans le sens de la prudence pour un calcul de contrainte.

L'écart utile est ailleurs. 5 points sur 51 sortent de ±25 % en vive-eau. Ce sont des pointements côtiers — accélérations de cap — et des bancs que la maille d'environ 7 km du modèle ne résout pas. C'est cohérent avec un usage de screening à l'échelle de la tuile, et c'est exactement l'information à garder en tête pour un tracé qui viendrait raser ces singularités : là, la carte n'est pas assez fine, et il faut le savoir avant de dessiner.

Confrontation 2 — la conséquence, contre 908 crêtes de dunes observées

Une dune hydraulique est du sédiment que la mer a effectivement déplacé. C'est la trace morphologique de la mobilité. Si l'atlas est juste, les dunes cartographiées doivent tomber en zone prédite mobile. Nous confrontons donc la carte aux 908 crêtes de dunes du produit SHOM « Répartition des dunes du plateau continental français » (Licence Ouverte) qui tombent dans la tuile.

Premier résultat, et il est négatif : le test par classes n'apporte rien. 31 % des mailles traversées par une crête sont prédites mobiles — pour un taux de base de 31 % sur la tuile, soit un lift de ×1,00. Autrement dit, prédire « mobile » au hasard ferait exactement aussi bien. Sur une tuile dominée par la marée, où le forçage est fort et homogène partout, la classification tripartite (stable / intermédiaire / mobile) est trop grossière pour être discriminée par ce test. Nous le publions parce qu'un test qui échoue est une information sur le domaine de validité, pas un accident à cacher.

Le test gradué, lui, porte un signal. À substrat sableux égal — une dune exige du sable, comparer autrement serait comparer des géologies plutôt que des hydrodynamiques — on compare la valeur prédite aux mailles à dunes et ailleurs :

Fraction du temps mobile

Médiane 0,73 aux dunes contre 0,66 ailleurs. Effet rang-bisériel +0,33, p = 7,7 × 10⁻⁹. Le signal est net et significatif : les dunes se trouvent bien là où le modèle prédit une mobilité plus fréquente.

Contrainte maximale (90ᵉ centile)

Médiane 1,36 aux dunes contre 1,52 ailleurs. Effet −0,08, p = 0,93. Aucun signal.

La conclusion honnête est donc mesurée : c'est la fréquence de mise en mouvement qui explique la présence des dunes, pas l'intensité des pics de contrainte. Cela a du sens physiquement — une dune se construit par répétition, pas par un coup de tempête — et cela dit quel champ de l'atlas mérite confiance pour raisonner morphologie.

Enfin, la validation est à sens unique et doit être lue comme telle : une dune observée doit tomber en zone prédite mobile, et c'est le cas. Mais l'absence de dune cartographiée ne prouve pas un fond stable — la couverture des levés est partielle. Le test peut confirmer, jamais infirmer.

Confrontation 3 — l'hypothèse la plus fragile : le grain

Le seuil de mise en mouvement dépend du diamètre médian du grain, le d50. Or nous ne le mesurons pas : nous le déduisons des classes de nature de fond. C'est l'hypothèse la plus fragile de toute la chaîne, et c'est donc celle qu'il faut attaquer le plus durement. Nous la confrontons au d50 des nœuds du hindcast RESOURCECODE (échelle φ de Krumbein), issu d'une source indépendante des cartes de substrat. L'unité de comparaison est le grade de Wentworth : un grade = un facteur 2 sur le d50.

Proxy Folk (EMODnet)

913 nœuds. Ratio médian référence / proxy : 7,85. Accord à ±1 grade : 29 %. À ±2 grades : 46 %.

Natures de fond SHOM

791 nœuds. Ratio médian 1,00. Accord à ±1 grade : 53 %. À ±2 grades : 75 %.

Ce résultat est le plus utile des trois, parce qu'il est actionnable. Le proxy Folk d'EMODnet, qui est la source par défaut et gratuite, est biaisé d'un facteur 7,85 en médiane sur cette tuile — près de trois grades de Wentworth. Les natures de fond du SHOM, au 1:50 000, sont sans biais médian et s'accordent à ±2 grades dans 75 % des cas. Sur une zone couverte par le SHOM, il n'y a aucune raison de se contenter du proxy. C'est une décision de conception d'étude, pas un détail d'implémentation, et elle sort de la confrontation — pas d'une préférence.

Ce que la validation change dans le livrable

Une validation ne sert que si elle modifie ce qu'on remet au client. Ici, elle produit trois choses concrètes :

• Une carte de robustesse. En rejouant la classification avec le grain décalé d'une classe plus fine puis plus grossière, 86 % des nœuds conservent leur classe de mobilité. Les 14 % restants sont cartographiés nommément : ce sont les points où la conclusion dépend de l'hypothèse granulométrique, et donc les points où un prélèvement ou une analyse granulométrique s'impose avant dimensionnement.
• Un domaine de validité explicite. La maille du modèle ne résout ni les caps ni les bancs : un tracé qui les longe sort du domaine où l'atlas a été validé.
• Une hiérarchie des champs. La fréquence de mobilité est confrontée et confirmée ; les niveaux de retour extrêmes ne le sont pas par les dunes, et restent à lire comme une estimation statistique assortie de son intervalle de confiance.

Ce que nous ne prétendons pas

Ces trois confrontations valident un outil de screening : un premier tri de tracé et une aide au cadrage, à l'échelle d'une tuile. Elles ne remplacent ni une reconnaissance géotechnique — carottages, CPT, sonar — ni une étude d'ensouillabilité de détail. Aucun atlas construit sur des données publiques ne le fera, et prétendre le contraire serait vendre une précision qui n'existe pas.

Ce que l'atlas fait, c'est vous dire où le survey coûteux doit aller, et vous donner de quoi défendre ce choix. Le reste — ce que l'atlas ne sait pas — est écrit dans le livrable, à côté de ce qu'il sait.

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Questions fréquentes