Le défi de construire des villes sur des volcans actifs

Le développement urbain dans les régions volcaniques exige un équilibre délicat entre la croissance économique, le patrimoine culturel et la menace d'éruption qui se fait jour. L'anneau de feu du Pacifique, un fer à cheval de 40 000 kilomètres d'activité tectonique encerclé dans l'océan Pacifique, contient environ 75 % des volcans actifs dans le monde. Dans cette zone se trouvent certaines des zones métropolitaines les plus densément peuplées de la planète, dont Tokyo, Jakarta, Manille et San Francisco, où plus de 50 millions de personnes vivent à proximité de centres volcaniques actifs ou potentiellement actifs.

Comprendre les risques volcaniques dans les contextes urbains

L'activité volcanique produit une gamme de dangers qui menacent l'infrastructure urbaine et la vie humaine. Chaque type de danger nécessite des stratégies d'atténuation distinctes, et les urbanistes doivent tenir compte de leurs probabilités et intensités variables.

Flux et surges pyroclastiques

En 1997, les courants pyroclastiques du volcan Soufrière Hills sur Montserrat ont enterré la capitale de Plymouth sous plusieurs mètres de débris, ce qui met généralement en danger la vie des zones urbaines dans une zone d'exclusion définie, faisant de la restriction de l'utilisation des terres la seule protection viable.

Accumulation de la chute et des cendres de Tephra

Les cendres volcaniques peuvent couvrir des villes à des centaines de kilomètres d'une éruption, causant l'effondrement de la construction, la perturbation de l'eau et des sources d'alimentation électrique, et de graves risques respiratoires. L'éruption du mont Pinatubo en 1991 a déposé des cendres jusqu'à 50 cm d'épaisseur sur l'ancienne base aérienne Clark, s'écroulant les toits sous le poids.

Lahars (flux volcaniques)

Les lahars sont des mélanges de débris volcaniques et d'eau qui se déversent dans les vallées de rivières à des vitesses supérieures à 50 km/h. Ils posent des risques persistants pendant des années après une éruption, en particulier pendant de fortes pluies. L'éruption de Nevado del Ruiz en Colombie en 1985 a déclenché un lahar qui a détruit la ville d'Armero, tuant 23 000 personnes.

Gaz volcaniques

Les émissions continues de dioxyde de soufre, de dioxyde de carbone et d'hydrogène sulfuré peuvent créer des risques chroniques pour la santé. À Kilauea, Hawaï, le smog volcanique (vog) couvre fréquemment des zones peuplées, aggravant l'asthme et d'autres conditions respiratoires.

Flux de lava

Bien que généralement lents à se déplacer assez pour permettre l'évacuation, les coulées de lave peuvent détruire les bâtiments, les routes et les services publics au-delà de la réparation. L'éruption de 2018 de Kilauea a détruit 700 maisons sur la Grande île d'Hawaii.

Intégration de l'évaluation des risques dans l'urbanisme

Le développement urbain efficace dans les régions volcaniques commence par des études géologiques détaillées et des évaluations probabilistes des risques.

Zonage axé sur l'utilisation des terres et les risques

De nombreuses autorités autour du Cercle de Feu ont mis en place des zones à risques à plusieurs niveaux autour des volcans. Le ministère japonais de la Terre, de l'Infrastructure, des Transports et du Tourisme a désigné des « niveaux d'alerte à l'usure » qui correspondent à des restrictions spécifiques à la construction et à l'occupation.En Islande, la ville de Grindavík a été complètement évacuée en novembre 2023 après que les données de l'essaim sismique aient indiqué une intrusion de magma, démontrant une approche proactive du zonage qui priorise la vie sur les biens.

Codes de construction pour les régions volcaniques

Le Code international du bâtiment prévoit des dispositions pour la capacité de charge du toit en cas d'accumulation de cendres, en précisant souvent un minimum de 500 à 1 000 kg par mètre carré en fonction du niveau de danger de la région. Les structures dans les zones sujettes à la chute de tephra doivent être munies de fenêtres scellées et d'admissions de ventilation pour empêcher l'entrée de cendres.

Systèmes d'alerte rapide et infrastructure d'évacuation

Le Centre d'observation et d'information du volcan de Tokyo exploite une multitude de sismomètres, de inclinaisonmètres et de capteurs de gaz sur les îles Izu et le mont Fuji. Les données sont transmises à l'Agence météorologique du Japon, qui émet des alertes. De même, l'Observatoire du volcan de l'USGS Cascades surveille 13 volcans en Oregon, Washington et dans le nord de la Californie, fournissant des bulletins qui déclenchent des voies d'évacuation prédéterminées. L'infrastructure d'évacuation doit inclure des voies d'évacuation dans les villes volcaniques côtières, car les éruptions sous-marines ou les effondrements de flancs peuvent générer des vagues comme le montre l'éruption de Krakatoa en 1883, qui a causé un tsunami qui a tué 36 000 personnes.

Des leçons de l'Anneau des villes de feu

Les centres urbains spécifiques offrent des exemples concrets de la façon dont les communautés s'adaptent à la vie à risque volcanique. Chaque cas met en évidence différentes stratégies façonnées par la géologie locale, la gouvernance et les priorités sociétales.

Tokyo: Résilience de l'ingénierie dans une mégapole

Avec le mont Fuji à 100 km et plusieurs volcans actifs sur les îles Izu, Tokyo a développé l'un des systèmes de gestion des risques volcaniques les plus complets au monde. L'évaluation des risques de 2020 pour une éruption Fuji modélisée en cendres jusqu'au niveau de la salle d'eau, informant les améliorations de l'infrastructure telles que des réservoirs d'eau renforcés et une ventilation résistante aux cendres pour les systèmes de métro.

Secteur de la baie de San Francisco : Risques volcaniques dans un contexte sismique

La région de San Francisco est située dans l'arc volcanique de Cascade, avec des volcans actifs tels que le mont Shasta et le pic Lassen au nord. Bien que le risque immédiat pour le centre-ville de San Francisco soit faible, les communautés à l'est et au nord sont exposées aux risques potentiels des éruptions futures. L'Association des gouvernements de la région de Bay a élaboré des plans d'atténuation multirisques qui considèrent la chute de cendres volcaniques comme faisant partie d'un scénario de perturbation en cascade à la suite d'un tremblement de terre majeur.

Jakarta : Face aux multiples menaces volcaniques

Jakarta se trouve à l'intérieur de plusieurs volcans actifs, dont le mont Merapi (le plus actif en Indonésie) et le mont Salak. L'expansion rapide et souvent imprévue de la ville a placé des millions de zones sensibles aux lahars déclenchés par de fortes pluies sur les pentes volcaniques. Après l'éruption de Merapi en 2010, le gouvernement indonésien a renforcé les systèmes d'alerte rapide le long du Code, qui traverse la capitale. Cependant, l'application des interdictions de construction de zones dangereuses demeure incohérente.

Reykjavik : vivre sur une zone de décombre

Reykjavik, Islande, est directement situé sur la crête du milieu de l'Atlantique, une partie de l'extension de l'anneau de feu. L'éruption de 2010 d'Eyjafjallajökull a perturbé l'aviation dans le monde entier, mais a également attiré l'attention sur les stratégies de résilience urbaine en Islande. Les codes de construction de Reykjavik exigent des connexions d'utilité flexibles qui peuvent résister à la déformation du sol, et le réseau de chauffage géothermique de la capitale est conçu pour la redondance de sorte qu'un site d'éruption unique ne puisse pas fermer l'ensemble du système.

Auckland : Équilibrer la croissance et le risque de champ volcanique

Auckland, en Nouvelle-Zélande, est situé au sommet du champ volcanique d'Auckland, un champ monogénétique avec plus de 50 centres d'éruption. Les éruptions ici sont probablement petites mais peuvent se produire partout dans une zone de 360 km2, ce qui rend impossible la désignation de zones d'exclusion fixes. Au lieu de cela, les planificateurs utilisent une cartographie des risques basée sur des scénarios qui explique une éruption « pire » au centre de la ville. Le Conseil d'Auckland exige que toutes les nouvelles subdivisions soumettent une évaluation des risques volcaniques préparée par un volcanologue qualifié.

Stratégies de développement durable pour les zones volcaniques

Au-delà de l'atténuation immédiate des risques, le développement urbain dans les régions volcaniques doit intégrer la durabilité à long terme, l'équilibre des risques, la croissance économique et la gérance de l'environnement.

Résilience des infrastructures

Dans de nombreuses villes du Cercle de feu, les services publics sont déplacés sous terre ou durcis contre les cendres et les gaz corrosifs. Par exemple, l'Autorité d'électricité de la Nouvelle-Zélande exige que toutes les nouvelles stations situées à moins de 50 km d'un volcan actif utilisent des enceintes étanches et étanches aux cendres. Les couloirs de transport nécessitent de multiples licenciements : si un lahar bloque une route, il faut des itinéraires alternatifs. Le port de Nagoya, un centre clé pour le commerce japonais, a mis au point des protocoles d'arrêt des grues à conteneurs pour prévenir les accidents opérationnels lors des éruptions.

Éducation et participation communautaires

Aux Philippines, le programme « Banty Bulkang Mayon » forme des volontaires communautaires pour reconnaître les précurseurs des éruptions et coordonner avec l'Institut philippin de volcanologie et de sismologie. De même, l'initiative d'éducation publique « Mont Rainier Volcanic Hazards » de l'État de Washington distribue des cartes des zones d'inondation de lahar à chaque ménage dans le cadre du cheminement de circulation potentiel, ainsi que des instructions sur les voies d'évacuation et les fournitures d'urgence.

Incitations économiques à la réduction des risques

Au Japon, les municipalités proches des volcans actifs peuvent désigner des « districts de prévention des catastrophes », où les impôts fonciers sont réduits pour les propriétaires qui mettent en œuvre des mesures d'atténuation spécifiques telles que l'installation de gouttières de cendres ou le renforcement des toits. Par ailleurs, le non-respect des restrictions imposées aux zones de risque peut entraîner des franchises d'assurance beaucoup plus élevées.

Surveillance et investissement dans la recherche

La durabilité à long terme dépend de l'investissement continu dans la surveillance des volcans et la recherche scientifique.Le Programme mondial de volcanisme de l'Institut Smithsonian suit les éruptions dans le monde entier, mais de nombreux volcans ont des réseaux de surveillance clairsemés, en particulier dans les pays en développement.Les villes comme Kagoshima, au Japon, situées sur les pentes de Sakurajima, financent la surveillance continue de la déformation du sol et les mesures quotidiennes des chutes de cendres.

Enseignements tirés et orientations futures

Des décennies d'expérience dans l'ensemble du Cercle de Feu ont permis de tirer plusieurs leçons fondamentales du développement urbain dans les régions volcaniques.

  • La cartographie des risques est la base. Sans cartes détaillées et à jour des voies de coulée de lave, des canaux lahar, des probabilités de chute de cendres et des profils de dispersion des gaz, toutes les autres mesures de planification sont affaiblies.
  • L'engagement du public doit être continu, et non épisodique. De nombreuses villes ne mènent des exercices et des campagnes de sensibilisation qu'après une éruption.
  • Les codes de construction doivent évoluer avec la science. À mesure que la volcanologie s'améliore, la compréhension des probabilités de danger change.
  • Les restrictions d'utilisation des terres doivent être appliquées, et non seulement des lois. Même les meilleures lois de zonage sont inefficaces si elles sont contournées par la corruption ou la construction illégale.
  • La coopération régionale amplifie la résilience. Les éruptions volcaniques ne respectent pas les frontières administratives.Les plans d'intervention coordonnés entre les villes, les provinces et les pays voisins peuvent mettre en commun les moyens de surveillance, partager les ressources d'évacuation et normaliser les signaux d'avertissement.

Les orientations futures de la réduction des risques volcaniques urbains comprennent l'utilisation de l'intelligence artificielle pour détecter les précurseurs d'éruptions provenant de vastes flux de données de surveillance, le développement de matériaux de construction tolérants au smog et l'intégration des dangers volcaniques dans les stratégies d'adaptation climatique[.

Conclusion

Le développement urbain dans les régions volcaniques ne se pose pas la question de savoir si une éruption se produira, mais quand. Les villes du Cercle de Feu ont montré que, bien que les risques volcaniques ne puissent être éliminés, leurs impacts peuvent être réduits de façon spectaculaire par une planification soignée, une infrastructure robuste, une éducation communautaire et des investissements soutenus.Les leçons tirées de la résilience de Tokyo en matière d'ingénierie, l'intégration multirisque de San Francisco, les défis de la gouvernance de Jakarta, l'innovation de Reykjavik et le zonage flexible d'Auckland offrent des voies éprouvées pour d'autres communautés du monde.

Pour plus de renseignements, veuillez consulter le , le UNDRR[ pour les cadres de réduction des risques de catastrophe et la National Geographic Resource Library on the Ring of Fire.