Ces mouvements gravitationnels de roches, de sols et de débris se produisent sur presque tous les terrains, des pentes abruptes aux pentes douces. La compréhension des mécanismes, des déclencheurs et des conséquences du gaspillage de masse est essentielle non seulement pour les géoscientifiques, mais aussi pour les ingénieurs, les urbanistes et les collectivités vivant dans les régions sujettes aux glissements de terrain.

Qu'est-ce que la masse gaspille?

Le gaspillage de masse, aussi appelé mouvement de masse, décrit le transport en pente descendante des matériaux de terre sous l'influence directe de la gravité, sans l'aide primaire d'un moyen de transport comme l'eau, la glace ou le vent. Alors que les rivières et les glaciers érodent les paysages à long terme, le gaspillage de masse peut déplacer d'énormes quantités de matériaux en quelques secondes ou plus de siècles.

Les principales caractéristiques du gaspillage de masse comprennent le type de matériau en cause (roche, sol ou mélange), le taux de mouvement (rapide ou lent), la nature du mouvement (glissant, tombant, coulant ou en tappant) et la présence ou l'absence d'eau. L'eau agit souvent comme lubrifiant, réduisant les frictions internes et les pentes déstabilisatrices. Le terme « glissement de terrain » est couramment utilisé pour les mouvements de masse rapides, tandis que le « gaspillage de masse » englobe les événements rapides et lents.

Facteurs clés influant sur la perte de masse

Plusieurs facteurs interagissants déterminent si une pente va échouer et comment cette défaillance se manifestera. Ces facteurs peuvent être divisés en propriétés intrinsèques de la pente et des déclencheurs externes.

Angle de pente et géométrie

Les pentes de la stepiste sont intrinsèquement plus instables parce que la force gravitationnelle agissant sur le matériau a une plus grande composante de pente descendante. Cependant, même les pentes douces peuvent échouer si d'autres conditions – comme la pression interstitielle élevée ou les plans de litière faibles – réduisent la résistance au cisaillement.

Propriétés du matériau

La force de la roche et du sol dépend de la taille du grain, de la composition minérale, de la cémentation et de la présence de fractures ou de joints. Les sédiments non consolidés, comme le sable et le limon, sont plus sujets à l'écoulement que les roches bien cimentées.

Teneur en eau

L'eau est l'un des agents les plus déstabilisateurs critiques. Lorsque les pores entre les particules de sol ou de roche se remplissent d'eau, la pression augmente, réduisant le stress et affaiblissant le matériau.

Végétation et utilisation des terres

Les racines des plantes aident à lier le sol et à absorber l'eau, augmentant la stabilité des pentes. Le déboisement, l'agriculture et le développement urbain éliminent ce renforcement naturel, ce qui entraîne souvent une augmentation de l'érosion et de la fréquence des glissements de terrain.

Structure géologique

Les formations rocheuses en couches avec des plans de litière plongent dans la même direction que la pente (pentes de dip) sont particulièrement vulnérables au glissement.

Types de glissements de terrain et d'événements de masse

Les géologues classent les événements de gaspillage en fonction du type de matériel, du type de mouvement et de la vitesse de déplacement. Le système de classification le plus utilisé a été développé par David Varnes en 1978 et a été affiné par la Commission géologique des États-Unis et le Consortium international sur les glissements de terrain.

Chutes

Les chutes et les chutes de sol surviennent lorsque le matériau se détache d'une falaise ou d'une pente raide et descend en grande partie par chute libre, rebondissement et roulement. Les chutes sont extrêmement rapides et sont souvent déclenchées par des cycles de gel-dégel, des tremblements de terre ou des écrasements de racines.

Diapositives

Les diapositives comportent le mouvement d'une masse cohérente le long d'une surface de rupture bien définie.Elles sont subdivisées en glides de rotation (chutes), où la surface est courbe et la masse tourne vers l'arrière, et glides de traduction[], où la masse se déplace le long d'une surface plane parallèle à la pente.

Flux

Les flux se comportent comme des fluides, avec le matériau qui se déforme en interne pendant qu'il se déplace.Les flux de débris (aussi appelés flux de boue) se composent d'un mélange d'eau, de sol, de fragments de roche et de matière organique. Ils peuvent descendre des vallées à des vitesses supérieures à 30 mi/h, détruisant tout sur leur chemin.Les flux de terres sont plus lents, ils restent souvent actifs pendant des mois.]Creep est la forme d'écoulement la plus lente, à peine perceptible, et au cours des siècles, il peut déplacer des collines entières.

Autres

Le touffement se produit lorsqu'un bloc de roche ou de sol tourne vers l'avant autour d'un point de pivot, habituellement à cause d'une articulation ou d'une fracture raide. Les touffes peuvent entraîner des chutes de roche si le bloc se sépare pendant la descente.

Étendues latérales

Les spreads latéraux impliquent l'extension d'une masse cohérente sur une couche plus douce et liquéfiée. Ils se produisent fréquemment sur des pentes douces et sont souvent déclenchés par des tremblements de terre.

Déclencheurs et causes des glissements de terrain

Bien que l'instabilité inhérente à une pente détermine sa sensibilité, des déclencheurs spécifiques convertissent ce potentiel en un événement réel. Ces déclencheurs peuvent être naturels ou causés par l'homme.

Déclencheurs naturels

  • Paiements intenses ou prolongés:[ Le déclencheur le plus commun dans le monde. La pluie s'infiltre dans le sol, soulevant la pression interstitielle et réduisant la résistance au cisaillement.
  • Les tremblements de terre: Les tremblements de terre peuvent déstabiliser instantanément les pentes, surtout celles qui sont déjà près d'un échec.
  • Activité volcanique: Les éruptions peuvent faire fondre la neige et la glace, produire des écoulements pyroclastiques ou causer l'effondrement des flancs volcaniques. L'éruption de 1980 du mont St. Helens a produit le plus grand glissement subaérien de l'histoire.
  • Mélange de neige rapide: Un réchauffement soudain peut saturer les pentes avec de l'eau de fonte, entraînant des écoulements de débris.
  • Feux de faune: Le feu élimine la végétation et peut créer une couche hydrophobe dans le sol, entraînant une augmentation du ruissellement et des débits de débris pendant les pluies subséquentes.

Déclencheurs induits par l'homme

  • Le déboisement et le changement d'affectation des terres :[ L'élimination des forêts pour l'agriculture ou le développement affaiblit la stabilité des pentes.
  • La fouille et la construction de routes :[ La coupe en pentes pour créer des routes ou des coussinets de construction enlève le support à la base et abrupt les pentes, provoquant souvent des défaillances.
  • Ménage et carrière: La torsion et l'excavation peuvent créer des faces rocheuses instables et des piles de gât.
  • Irrigation et fuite d'eau: L'arrosage artificiel des pelouses ou des services publics de fuite ajoute de l'eau aux pentes, ce qui augmente les pressions interstitielles.
  • Construction de réservoirs: La retenue derrière les barrages peut élever la nappe phréatique et saturer les pentes adjacentes, comme en témoigne la catastrophe du Vajont en Italie (1963).

Impacts sur les formes de terre et la société

Le gaspillage de masse influence profondément l'évolution du paysage et présente de graves risques pour les communautés du monde entier.

Impacts géomorphiques

Les glissements de terrain créent des formes de terrain distinctives comme les écarpes, la topographie hummocky et les ventilateurs de débris. En montagne, le gaspillage de masse est le principal processus qui transporte les sédiments des pentes de collines dans les canaux fluviaux, influençant l'érosion et les schémas de dépôt.

Impacts environnementaux

Les grands glissements de terrain peuvent démanteler des rivières, former des lacs qui pourraient ensuite se briser et causer des inondations catastrophiques. Ils peuvent détruire de vastes zones de forêt et modifier les habitats aquatiques en injectant des sédiments dans les cours d'eau.

Impacts humains et économiques

  • La perte de vie:[ Les glissements de terrain tuent des milliers de personnes chaque année, la plus forte mortalité se produisant dans les régions montagneuses densément peuplées de l'Asie et de l'Amérique du Sud.
  • Dommages causés à la propriété : Les maisons, les routes, les ponts, les pipelines et les autres infrastructures sont souvent détruits ou gravement endommagés.
  • Perturbation économique : Les glissements de terrain peuvent bloquer les corridors de transport, perturber les chaînes d'approvisionnement et réduire la valeur des biens.
  • Effets psychologiques et sociaux: Les survivants de glissements de terrain font souvent face à des traumatismes, à des déplacements et à des périodes de rétablissement prolongées, en particulier dans les collectivités à faible revenu qui dépendent de pentes vulnérables.

Événements marquants de glissement de terrain

L'étude des glissements de terrain historiques aide les scientifiques à comprendre l'ensemble du potentiel de destruction et à évaluer les risques.

  • Oso glissement de terrain (Washington, USA, 2014): Une énorme avalanche de débris a détruit un quartier rural, tuant 43 personnes. Il s'est produit sur un ancien complexe de glissement de terrain qui avait été activé par de fortes précipitations.
  • Vargas musseux (Venezuela, 1999): Après des semaines de pluie, des milliers de débris se sont déversés des montagnes dans les villes côtières, tuant environ 30 000 personnes.
  • Mount St. Helens glissement de terrain (USA, 1980): Le plus grand glissement de terrain terrestre de l'histoire, équivalent à 2,8 kilomètres cubes de roche et de glace, déclenché par une éruption volcanique.
  • Guinsaugon a fait un glissement de terrain (Philippines, 2006): Une avalanche massive de glissements de roches a enterré tout le village de Guinsaugon, tuant plus de 1 100 personnes après de fortes pluies et un tremblement de terre mineur.
  • Ruapehu lahar (Nouvelle-Zélande, 2007): Un flux de débris de 2 mètres de haut généré par l'effondrement d'un lac de cratère volcanique s'est précipité dans la rivière Whangaehu, causant des dommages mais aucun décès en raison des systèmes d'alerte rapide.

Systèmes de surveillance et d'alerte rapide

Les progrès technologiques ont grandement amélioré la capacité de détecter les signes précurseurs de rupture de pente et de fournir des avertissements en temps opportun.

  • Instrument géotechnique: Les piézomètres mesurent la pression interstitielle; les incluomètres suivent le mouvement sous-surface; les extensomètres détectent l'élargissement des fissures.
  • Détection à distance: Insar (radar d'ouverture synthétique interférométrique) des satellites peut détecter la déformation du sol à l'échelle millimétrique sur de grandes zones. Les analyses LiDAR révèlent une topographie à haute résolution qui met en évidence les glissements de terrain passés.
  • Seuils de précipitations: D'après les relations historiques entre les précipitations et les glissements de terrain, les organismes émettent des avertissements lorsque les précipitations dépassent les niveaux critiques.
  • Surveillance communautaire:[ La formation des habitants pour reconnaître les signes d'instabilité (p. ex. arbres inclinés, nouvelles fissures, eau boueuse) peut sauver des vies dans les régions éloignées.

Le Consortium international sur les glissements de terrain travaille à coordonner la collaboration mondiale sur les systèmes d'alerte rapide et la réduction des risques.

Stratégies de prévention et d'atténuation

Bien qu'il soit impossible de prévenir tous les glissements de terrain, une planification et un ingénierie minutieuses peuvent réduire considérablement leur fréquence et leur gravité.

Planification de l'utilisation des terres

La démarche la plus efficace consiste à éviter de s'appuyer sur des pentes instables, et il est essentiel de mettre en place des réglementations de zonage, de cartographier les risques de glissements de terrain et d'évaluer l'impact sur l'environnement, et de nombreux pays développés ont besoin d'études géotechniques avant de construire des zones de montagne.

Solutions d'ingénierie

  • Conservation des murs et des boulons de roche:[ Ces structures supportent physiquement les pentes et empêchent la chute de la roche.
  • Systèmes de drainage:[ L'installation de drains horizontaux, de drains français ou de galeries de drainage réduit la pression interstitielle dans la sous-sol.
  • Traitement et terraçage des pentes :[ La réduction de l'angle de pente par coupe ou remplissage peut créer des profils plus stables.
  • Onglement et béton de grenaille: Le renforcement de la pente avec du filet d'acier et du béton pulvérisé est courant dans les coupes sur les routes.
  • Ferres de débit de débris: Des clôtures, des filets ou des murs de déviation solides sont placés à la base des vallées pour attraper ou réorienter les débits en mouvement rapide.

Gestion de la végétation

La plantation d'arbres et d'arbustes à racines profondes peut accroître la stabilité de la pente par le renforcement des racines et l'évapotranspiration. Cependant, les arbres lourds sur les pentes raides peuvent également ajouter une charge supplémentaire; une sélection minutieuse des espèces est nécessaire.

Préparation et éducation communautaires

Des campagnes de sensibilisation du public, des exercices d'évacuation et la mise en place d'équipes d'intervention locales peuvent réduire les pertes en vies humaines.

Perspectives d'avenir

Les températures plus chaudes peuvent augmenter l'élévation de la ligne de gel-dégel, provoquant des chutes de roches dans les hautes montagnes. Les précipitations accrues, en particulier celles associées aux cyclones tropicaux, produiront probablement plus de débris dans les zones déjà vulnérables. La fonte du pergélisol dans les régions arctiques et alpines déstabilisera les pentes qui étaient auparavant des solides gelés, ce qui pourrait entraîner des glissements massifs appelés « avalanches de roches ».

L'expansion urbaine sur des terrains montagneux, en particulier dans les pays en développement, exposera davantage de personnes aux risques de glissement de terrain. Par conséquent, l'intégration de la réduction des risques de glissement de terrain dans la planification du développement durable est plus importante que jamais.

Conclusion

Les glissements de terrain et le gaspillage de masse sont des processus géologiques naturels qui ont façonné la surface de la Terre pendant des milliards d'années. Leur pouvoir destructeur peut être immense, mais grâce à des études scientifiques, à une surveillance minutieuse et à une atténuation proactive, nous pouvons réduire leur impact sur la vie et l'infrastructure humaines.