Subsidence – Faut-il mettre les villes au régime ?

Les villes sont-elles trop lourdes ? Alors que la montée des eaux inquiète des villes côtières comme Jakarta ou Houston, le poids des constructions humaines est de plus en plus pointé du doigt. Celui-ci a doublé ces 20 dernières années et pourrait tripler d’ici 2040, contribuant largement au phénomène d’affaissement des villes.

Connaissez-vous la subsidence ? Ce phénomène géologique consiste en un affaissement progressif de la surface de la croûte terrestre. D’origine naturelle, il est principalement dû aux mouvements des plaques tectoniques mais il arrive aussi que les activités humaines l’amplifient. De plus en plus étudié en milieu urbain, il provoque des dégâts sur les structures et les bâtiments. Les habitants de Nantes, San Francisco ou Jakarta les reconnaîtront peut-être, ce sont des fissures sur les murs, des trottoirs irréguliers voire des immeubles qui penchent…  Dans ces trois villes, le niveau du sol baisse année après année à cause de la subsidence.

Milliards de tonnes

Si certains facteurs étaient déjà bien connus, d’autres commencent à peine à faire l’objet de recherches. C’est le cas du poids des villes. Dans une étude publiée en janvier dernier, le sismologue américain Tom PARSONS s’est penché sur la question de la masse des constructions urbaines de la baie de San Francisco et leur impact sur la subsidence. Partant du postulat que la plupart des objets est contenue dans les bâtiments, il est parvenu à chiffrer la masse urbaine de la ville : 1.6 milliards de tonnes. C’est de fait une sous-estimation puisque les infrastructures urbaines comme les routes et les ponts ne sont pas incluses dans le calcul.

Tom PARSONS est ensuite parvenu à démontrer l’effet de cette masse sur la subsidence : l’urbanisation dans la baie de San Francisco aurait provoqué un affaissement total de la croûte terrestre compris entre 5 mm et 80 mm, ce qui correspond à un taux annuel moyen de 1 à 2 mm. Le chercheur admet que les résultats sont relativement faibles mais leur effet est décuplé par la montée du niveau de la mer. Dans la baie de San Francisco, la hausse est estimée entre 200 et 300 mm d’ici 2050.

Pise en Californie

Un apport plus spécifique de son étude est d’avoir démontré la corrélation entre le phénomène de subsidence et le poids des bâtiments à l’échelle locale. Tom PARSONS remarque que la subsidence est plus forte dans les centres ville de San Francisco, Oakland et San Jose, là où la concentration de tours est plus forte. De même, le bâtiment le plus lourd de la région est l’aéroport international de San Francisco, c’est aussi là que le sol s’enfonce le plus, à raison de 4 mm par an. Ce constat vient appuyer une découverte inquiétante qui avait été faite en 2016. La Millenium Tower, une tour de près de 200 mètres construite à San Francisco en 2008, s’enfonce dans le sol et penche comme la tour de Pise. En dix ans, elle se serait enfoncée de 43 cm.

« Les résultats spécifiques obtenus pour la baie de San Francisco sont susceptibles de s’appliquer à n’importe quel grand centre urbain, bien qu’avec une importance variable », écrit PARSONS. L’intérêt pour le poids des masses urbaines pourrait donc aller croissant, en particulier pour mieux comprendre le phénomène des « sinking cities ». Ces « villes qui coulent » sont des villes côtières menacées par la montée du niveau de la mer. Certaines d’entres-elles sont aussi victimes de subsidence, ce qui aggrave la situation.

Un problème capital

À Jakarta, l’affaissement du sol atteint les 25 cm par an dans certaines zones. Aujourd’hui, 40 % de la ville est au-dessous du niveau de la mer, en particulier les quartiers nord qui pourraient être immergés à 95% en 2050. Cette situation critique a contraint le gouvernement à déclarer en 2019 son intention de déménager sa capitale, qui accueille 10 millions d’habitants.

« La principale cause : les Jakartanais creusent des puits illégaux et assèchent peu à peu l’eau dans les aquifères souterrains. C’est un peu comme dégonfler un coussin géant supportant un édifice » explique Michael KIMMELMAN, journaliste au New York Times. Le phénomène est également observé à Mexico ou Téhéran.

Bonne nouvelle, lorsqu’elle est provoquée par l’écrasement des nappes phréatiques, la subsidence peut être corrigée. Il est en effet possible de moins perméabiliser les sols et de mieux réguler les prélèvements pour permettre aux réserves de se reconstituer. En cas extrême, il est possible de les recharger artificiellement, comme l’a fait Tokyo par le passé. Par contre, les régulations contre les pompages illégaux sont parfois très difficiles à appliquer, et la recharge artificielle est très coûteuse. Plus problématique, dans certaines villes comme à la Nouvelle Orléans, c’est l’extraction d’hydrocarbures qui provoque de la subsidence urbaine. Sauf solution miracle, ces réserves-là prendront des millions d’années à se recharger.

Construire light

D’autres facteurs naturels contribuent à la subsidence comme la tectonique des plaques ou la fonte des glaciers. La meilleure compréhension du rôle joué par le poids des constructions humaines pourrait permettre d’anticiper ces risques. À défaut d’empêcher la gravité de faire effet, il est possible de limiter les constructions denses dans les zones sujettes à subsidence.

Une étude israélienne publiée dans la revue scientifique Nature en décembre 2020 démontrait que « la masse anthropogénique avait dépassé toute la biomasse vivante ». Autrement dit, le poids de l’ensemble des objets solides inanimés fabriqués par l’homme (smartphones, vêtements, bâtiments, déchets…) pèse désormais plus lourd que l’ensemble du vivant (plantes, bactéries et animaux…).

La planète serait donc devenue majoritairement artificielle ? Pour les auteurs, cette conclusion est un signal d’alarme. Comme le constat fait par l’ONU en 2008 que plus de la moitié de l’humanité vivait désormais en ville, ces données donnent à voir l’ampleur de l’action de l’homme sur la planète. Ils caractérisent l’ère anthropocène.

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