Comment se forment les glissements de terrain et pourquoi sont-ils si meurtriers ?

Une menace géologique insidieuse

Lorsqu'un flanc de colline cède soudainement, ensevelissant routes, villages et camps miniers en quelques secondes, la cause est presque toujours la même physique élémentaire : la gravité qui l'emporte sur la capacité du sol à se maintenir. Les glissements de terrain, également appelés mouvements de masse, figurent parmi les aléas naturels les plus meurtriers et les plus répandus sur Terre. Pourtant, ils suscitent beaucoup moins d'attention du public que les ouragans ou les tremblements de terre.

Entre 2004 et 2016, les glissements de terrain ont tué près de 56 000 personnes lors de 4 862 événements documentés dans le monde, selon une étude publiée dans la revue Natural Hazards and Earth System Sciences. Ils représentent environ 17 % de tous les décès causés par les aléas naturels à l'échelle mondiale, un chiffre qui, selon les climatologues, est en augmentation à mesure que les événements de pluies extrêmes deviennent plus fréquents.

Qu'est-ce qu'un glissement de terrain exactement ?

L'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS) définit un glissement de terrain comme le mouvement d'une masse de roche, de débris ou de terre le long d'une pente. Le terme englobe cinq types distincts de mouvements de pente : les chutes, les basculements, les glissements, les étalements et les coulées. Chacun se comporte différemment, mais tous partagent la même cause sous-jacente : la force qui tire le matériau vers le bas dépasse la résistance interne du matériau.

Deux des sous-types les plus destructeurs sont les coulées de débris et les chutes de pierres. Une coulée de débris est une boue à déplacement rapide composée de sol meuble, de roches, de matière organique, d'air et d'eau qui peut dévaler une pente à des vitesses dépassant 50 km/h. Les chutes de pierres impliquent des blocs se détachant de falaises abruptes et descendant en chute libre, rebondissant et roulant avec une énergie cinétique énorme. Les deux peuvent frapper avec peu ou pas d'avertissement.

Qu'est-ce qui provoque la rupture d'une pente ?

Presque tous les glissements de terrain ont des causes multiples, note l'USGS. Les géologues raisonnent en termes de deux forces concurrentes : la contrainte de cisaillement (forces essayant de déplacer le matériau vers le bas de la pente) par rapport à la résistance au cisaillement (la friction interne et la cohésion maintenant le matériau en place). Lorsque la contrainte dépasse la résistance, la pente cède.

L'eau : le principal déclencheur

La saturation d'une pente par l'eau est le déclencheur le plus courant. De fortes pluies, une fonte rapide des neiges ou une élévation de la nappe phréatique alourdissent une pente et réduisent simultanément la friction en lubrifiant les espaces entre les particules du sol. C'est pourquoi les glissements de terrain se regroupent pendant et après les tempêtes intenses, et pourquoi les flancs de collines déboisés, où les racines des arbres ne lient plus le sol, sont particulièrement vulnérables.

Séismes et activité volcanique

Les secousses sismiques sont le deuxième déclencheur majeur. Le tremblement de terre de Haiyuan en Chine en 1920 a déclenché environ 675 grands glissements de terrain, contribuant à un bilan de morts que certaines estimations situent au-dessus de 200 000. Les éruptions volcaniques déstabilisent les pentes à la fois par les secousses du sol et par le dépôt rapide de matériaux pyroclastiques meubles.

Activité humaine

Les opérations minières, la construction de routes, la déforestation et l'expansion urbaine sur les flancs de collines accentuent toutes les pentes et suppriment la végétation stabilisatrice, augmentant considérablement le risque de glissement de terrain. Des recherches de l'Université de Californie du Sud ont révélé que les glissements de terrain sont disproportionnellement mortels dans les pays en développement, en partie parce que l'exploitation minière et les établissements informels se produisent souvent sur des terrains géologiquement instables, les coulées de débris tuant en moyenne 23 personnes par événement dans les pays en développement contre 6 dans les pays plus riches.

Pourquoi tuent-ils si efficacement ?

Ce qui rend les glissements de terrain exceptionnellement mortels, c'est leur combinaison de vitesse, de masse et d'imprévisibilité. Les chutes de pierres sont le type de glissement de terrain le plus rapide et peuvent atteindre des vitesses de 300 km/h sur un terrain escarpé. Les grandes coulées de débris peuvent parcourir de nombreux kilomètres depuis leur source, submergeant les vallées et les lits des rivières loin du point de rupture initial. Le glissement de terrain de Yungay au Pérou en 1970, déclenché par un tremblement de terre au large des côtes, a enseveli une ville entière de 22 000 personnes sous des dizaines de mètres de glace, de roches et de boue en quelques minutes.

Contrairement aux inondations ou aux tempêtes, les glissements de terrain frappent souvent dans l'obscurité, pendant ou immédiatement après de fortes pluies, lorsque les habitants dorment et que l'évacuation est impossible.

Prédiction et alerte précoce

Les scientifiques et les ingénieurs ont développé des outils de plus en plus sophistiqués pour anticiper les ruptures de pente. Les systèmes de seuil de précipitations surveillent les précipitations en temps réel et émettent des alertes lorsque les précipitations cumulées dépassent les limites empiriques connues pour déclencher des glissements dans une région donnée. Les capteurs au sol (inclinomètres, extensomètres et manomètres de pression interstitielle) détectent le fluage et le gonflement subtils qui précèdent souvent l'effondrement.

Plus récemment, des chercheurs de l'Université de Loughborough ont mis au point des moniteurs d'émission acoustique à faible coût qui « écoutent » les sons des grains de sol qui se frottent les uns contre les autres au plus profond d'une pente, signe qu'une rupture peut être imminente. Combinées aux systèmes radar satellitaires qui peuvent détecter les déformations du sol à l'échelle du millimètre depuis l'espace, ces technologies transforment la science des glissements de terrain, la faisant passer d'une approche réactive à une approche prédictive.

Pourtant, le principal obstacle reste non pas la technologie, mais la gouvernance : les communautés les plus exposées au risque de glissement de terrain sont souvent celles qui sont les moins en mesure de financer les infrastructures de surveillance ou de faire appliquer les réglementations sur l'utilisation des terres qui empêchent les gens de s'installer sur des pentes instables.

Un risque croissant

Le changement climatique intensifie la menace des glissements de terrain. Des événements de précipitations plus fréquents et plus intenses chargent les flancs de collines d'eau plus rapidement que les sols ne peuvent se drainer, tandis que le dégel du pergélisol dans les régions montagneuses déstabilise les pentes qui étaient gelées solidement pendant des millénaires. Le British Geological Survey avertit qu'à mesure que les températures mondiales augmentent, de nombreuses régions connaîtront une augmentation significative de la fréquence et de la gravité des glissements de terrain, faisant de la science de la stabilité des pentes non pas un simple exercice académique, mais une question urgente de sécurité publique.