Description de l'image : Vue aérienne de Manhattan, à New York, le 6 août 2021 © AFP Ed JONES.
La subsidence (du latin subsidere, « s'enfoncer ») est un phénomène géologique qui se produit lorsque le sol s'enfonce ou s'affaisse, souvent de manière progressive, par rapport à son niveau initial.
La subsidence touche surtout les populations vivant dans des zones proches du littoral.
Une étude publiée en mars 2021 dans la revue Science recense plus de 200 régions menacées par l'affaissement des sols dans 34 pays, et estime que ce phénomène affectera 635 millions de personnes d'ici à 2040, soit 19 % de la population mondiale. Cela est dû à plusieurs facteurs naturels et anthropiques.
La subsidence naturelle peut être causée par de nombreux processus géologiques.
- Tectonique des plaques : Lorsque les plaques lithosphériques se déplacent ou se chevauchent, cela entraine des mouvements verticaux dans la croute terrestre, entrainant ainsi la subsidence ou l'affaissement du sol.
- Activité volcanique : Les éruptions volcaniques et l'activité magmatique peuvent aussi entrainer une subsidence dans les régions proches des volcans.
- Décompression de la lithosphère : Lorsque des couches de roches sont érodées ou lorsque des glaciers fondent, la lithosphère sous-jacente peut subir une décompression. Cela aussi peut entrainer une subsidence progressive des régions affectées.
- Sédimentation et compactage : Les dépôts sédimentaires, tels que les sables, les argiles et les roches meubles, peuvent se compacter au fil du temps sous l'effet du poids des couches supérieures. Ce processus de compactage peut entrainer une subsidence.
- Dissolution des roches : Dans certaines régions, des roches solubles telles que le calcaire peuvent être dissoutes par l'eau souterraine, formant des cavités et des vides souterrains. Lorsque ces cavités souterraines s'effondrent, cela peut causer une subsidence à la surface.
La subsidence anthropique est causée par les activités humaines, pompage des eaux, drainage des zones humides, déforestation, exploitation minière, tunnels, forages, etc.
- Extraction des eaux : L'extraction excessive des eaux souterraines est l'une des principales causes de subsidence d'origine humaine. Lorsque les eaux souterraines sont pompées à un rythme plus rapide que celui auquel elles sont rechargées, les vides laissés par l'eau souterraine pompée peuvent provoquer l'affaissement des couches de sol au-dessus. Le plafond de ces espaces vides peut même s'effondrer brutalement, causant une énorme subsidence de la surface.
- Urbanisation : L'urbanisation rapide et l'expansion des infrastructures contribuent également à la subsidence des villes. La construction de bâtiments, de routes et d'autres structures lourdes exerce une pression sur le sol, ce qui peut provoquer une compression des couches de sol et leur affaissement progressif.
Les phénomènes naturels et anthropiques responsables de l'affaissement des sols, combinés à l'élévation du niveau de la mer, augmentent considérablement les risques d'inondation des villes côtières. Autrement dit, la subsidence est devenue un problème préoccupant dans de nombreuses régions du monde, c'est pour cela que des techniques de construction spéciales, telles que l'injection de matériaux de remplissage dans les zones enfoncées, sont utilisées pour atténuer les effets de la subsidence.
Les taux de subsidence peuvent varier énormément en fonction de la géologie des sols, des études, des évaluations spécifiques, des zones, des quartiers à l'intérieur des villes et des périodes analysées. Tout cela rend l'estimation des taux de subsidence complexe et parfois peu fiable.
Bien que ces taux soient difficiles à mesurer, de nombreuses villes s'enfoncent partiellement ou totalement de plus de 20 mm/an.
Les données satellitaires InSAR (Interferometric synthetic-aperture radar) montrent que de nombreuses villes côtières du monde sont en train de s’affaisser. C’est ce que révèle une étude parue dans Geophysical Research Letters pour laquelle les taux de subsidence de 99 villes ont été mesurés entre 2015 et 2020. La vitesse à laquelle ces villes s'enfoncent peut varier en fonction de plusieurs facteurs, tels que l'ampleur de l'extraction des eaux souterraines, la géologie locale, l'urbanisation et d'autres activités humaines. Les taux de subsidence peuvent également varier dans différentes parties d'une même ville.
Certaines villes s'enfoncent plus vite que la montée des eaux due au changement climatique. Si l'affaissement se poursuit au rythme actuel, ces villes seront confrontées à des inondations beaucoup plus tôt que prévu par les modèles d'élévation du niveau de la mer (2 mm/an).
L'affaissement le plus rapide se produit en Asie, cependant, tous les continents sont concernés.
Dans 33 des 99 villes étudiées, une partie de la ville s'enfonce de 10 mm/an, soit 5 fois plus vite que l'élévation du niveau de la mer. Les taux d'affaissement les plus élevés apparaissent dans certains quartiers de Tianjin, Semarang et Jakarta.
Tianjin (nord-est de la Chine) : Le taux d'affaissement dépasse 40 mm/an (presque 20 fois l'élévation moyenne du niveau de la mer). Un affaissement de 50 mm/an est observé sur le nord-est juste à l'extérieur de la ville.
Semarang (Indonésie) : située sur la côte nord de Java, la ville subit une subsidence de 20 à 30 mm/an en moyenne. Les taux de subsidence à Semarang varient dans différentes parties de la ville. Des études ont montré que certaines parties de Semarang connaissent des taux d'enfoncement élevés, dépassant les 100 mm/an.
Jakarta (Indonésie) : une zone sur la côte nord-ouest de la ville connait un affaissement pouvant atteindre 20 mm/an. En outre, Bekasi Regency, une banlieue de Jakarta, a été caractérisée par un affaissement allant jusqu'à 50 mm/an ces dernières années, probablement dû à l'extraction des eaux souterraines.
Chittagong (Bangladesh) : la deuxième plus grande ville du Bangladesh subit une subsidence (20 mm/an) significative attribuée principalement à l'extraction excessive des eaux souterraines pour l'approvisionnement en eau potable. Des études ont indiqué que dans certaines parties de la ville de Chittagong le taux d'enfoncement allait jusqu'à 100 mm/an.
Manille (Philippines) : la capitale des Philippines, est également confrontée à des problèmes de subsidence. Les facteurs contribuant à la subsidence à Manille incluent l'extraction excessive des eaux souterraines, la dégradation des aquifères, les mouvements tectoniques et la nature géologique du sol. Elle dépasse 20 mm/an allant jusqu'à 100 mm/an dans certaines parties de la ville.
Houston (Texas, États-Unis) : est confrontée à des problèmes de subsidence liés à l'extraction excessive des eaux souterraines. Les taux spécifiques d'enfoncement peuvent varier dans différentes zones de la ville, mais certains rapports indiquent des taux de 20 à 30 mm/an.
Bombay (Inde) : la plus grande ville de l'Inde fait face à des problèmes de subsidence principalement causée par l'extraction excessive des eaux souterraines, la dégradation des aquifères et la nature géologique du sol. Certaines études ont signalé des taux d'environ 20 à 30 mm/an dans certaines parties de la ville.
Shanghai (Chine) : l'une des plus grandes villes de Chine fait également face à des problèmes de subsidence allant jusqu'à 20 mm/an dans certaines parties de la ville. La subsidence à Shanghai est principalement due à l'extraction excessive des eaux souterraines, à la dégradation des aquifères et à la nature géologique du sol.
Karachi (Pakistan) : la plus grande ville du Pakistan, est également confrontée à des problèmes de subsidence allant jusqu'à 20 mm/an dans certaines parties de la ville. La subsidence à Karachi est principalement due à l'extraction excessive des eaux souterraines, à la dégradation des aquifères et à la nature géologique du sol.
La Nouvelle-Orléans (Louisiane USA) : la subsidence à La Nouvelle-Orléans est principalement due à la dégradation des sols organiques et argileux, ainsi qu'à l'extraction d'hydrocarbures et d'eau souterraine. Les taux de subsidence à La Nouvelle-Orléans varient, mais certaines parties de la ville s'enfoncent d'environ 10 mm/an. Il convient également de mentionner que la ville de La Nouvelle-Orléans est particulièrement vulnérable aux risques d'inondations en raison de sa situation géographique en dessous du niveau de la mer et de l'affaissement du sol.
Tampa (Floride USA) : un affaissement allant jusqu'à 6 mm/an est observé dans une vaste zone au nord de Tampa Bay.
Bangkok (Thaïlande) : la capitale de la Thaïlande, est confrontée à des problèmes de subsidence allant jusqu'à 10 mm/an. La subsidence à Bangkok est principalement due à l'extraction excessive des eaux souterraines, à la nature géologique du sol, à la consolidation des sédiments meubles et à la charge croissante sur le sol causée par le développement urbain.
Cependant, certaines sources scientifiques signalent des taux d'enfoncement exceptionnels dépassant 100 mm/an, comme dans certaines parties des villes d'Istanbul (Turquie), de Téhéran (Iran), de Lagos (Nigeria), de Jakarta (Indonésie), de Taipei (Taïwan), de Mexico (Mexique), de Hô Chi Minh-Ville (Vietnam) et bien d'autres.
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