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Quand la terre se déforme, craque, cède

Suite de notre dossier sur les catastrophes naturelles et lumière sur les mouvements de terrain. Moins médiatiques que les séismes, ils n’en restent pas moins dangereux, particulièrement dans les zones de montagne ou sur les falaises littorales. A Strasbourg, des scientifiques s’efforcent de comprendre comment ils se produisent.

Carte des risques de glissement de terrain en France - Crédit : Jean-Philippe Malet / EOST

Les phénomènes de mouvements de terrain font rarement la une des journaux. Pourtant, ils sont très fréquents. « Au moins un tiers de la surface des Alpes est sujette à des mouvements de terrain actifs », indique Jean-Philippe Malet, chercheur CNRS à l’Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS) et l’Ecole et observatoire des sciences de la Terre (Eost). La plupart d’entre eux, de l’ordre de quelques centimètres par an, génèrent des dégâts aux constructions et aux ouvrages plutôt qu’ils ne font de victimes. « Forcément, on en parle moins même si les dommages peuvent s’avérer, sur le long-terme, très coûteux. »

Ces phénomènes gravitaires ne concernent pas uniquement les zones de pente comme les montagnes. Certains, tels que les phénomènes d’affaissement ou de subsidence, se produisent en plaine. « Ils peuvent coûtent très chers aux assurances, souligne Jean-Philippe Malet. Ce sont des mouvements uniquement verticaux liés à la présence d’argiles gonflantes. Au cours des alternances d’humidification et de sécheresses, ces argiles gonflent ou se rétractent et créent des fissures dans les maisons. On les retrouve, en particulier, dans les régions Centre-Val de Loire et Touraine. »

Etudes de long-terme

A l’Eost, le chercheur anime une équipe de recherche pour mieux comprendre comment les processus gravitaires se répartissent spatialement et se déclenchent.  « Nous étudions deux types de mouvements : les mouvements lents de type glissement et les mouvements rapides comme les chutes de blocs ou les coulées de sédiments. » Dans les deux cas, c’est souvent l’eau qui est le facteur déclenchant. « En cas de pluies très intenses, l’eau ne pénètre pas dans le sol mais ruisselle et charrie des matériaux formant des laves torrentielles, explique Jean-Philippe Malet. En revanche, lors d’épisodes de pluies cumulées, l'eau s’infiltre lentement dans le sol, fait remonter la nappe phréatique et peut ainsi modifier localement le comportement mécanique des matériaux et créer des ruptures et des glissements. » Parfois, les deux phénomènes se conjuguent.

Pour comprendre les processus en jeu, les chercheurs travaillent à partir de modèles réduits dont les paramètres sont parfaitement contrôlés, mais aussi sur des sites en grandeur nature instrumentés par plusieurs méthodes. Des mesures géodésiques (GPS, LiDAR, appareils photographiques, drone), sismologiques, hydrologiques (piézomètres, conductivité) et géochimiques permettent d’étudier précisément comment le versant se déforme, comment l’eau y circule et quelles influences exercent les forçages climatiques et tectoniques.

Un glissement de terrain aux Philippines

« L’idée est d’accumuler des observations sur le long-terme, fait valoir Jean-Philippe Malet. On se rend compte que certaines années ces versants avancent très peu ou au contraire beaucoup plus vite. Il n’y a pas de liens forcément directs avec la quantité de pluie qui tombe pendant l’année. D’autres paramètres interviennent. » L’objectif est également de diffuser l'ensemble des données acquises pour faire progresser la connaissance sur les mouvements de terrain (voir encadré).

Quand le permafrost fond

Autre phénomène dont les chercheurs doivent tenir compte : le réchauffement climatique. Avec l’augmentation des températures, le permafrost de montagne, souvent présent dans les fractures rocheuses en haute altitude, fond et n’assure plus la cohésion du matériau, qui risque alors de se décrocher. « Un des enjeux est maintenant d’identifier ces zones à risque dans les hautes vallées situées à plus de 3000m d’altitude. »

Un observatoire quasi unique au monde

Important information

L’Eost héberge l’Observatoire multidisciplinaire des instabilités des versants (Omiv), dont Jean-Philippe Malet a la responsabilité. Unique en Europe et quasi-unique sur le plan mondial (seul les Etats-Unis ont une démarche équivalente de diffusion des données), cet observatoire a pour mission d’assurer une continuité de mesures sur des sites instrumentés et de les partager. Pour certains sites, 15 ans de chronique de mesures sont ainsi disponibles. Ces données qui concernent la déformation, l’hydrologie et la météorologie des versants sont « essentielles pour faire avancer la connaissance scientifique et mieux prévoir ces phénomènes ».