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Accueil du site > Tribune Libre > Inondations : géologie appliquée

Inondations : géologie appliquée

De très fortes précipitations ont frappé l’ouest de l’Allemagne, la Belgique, le Luxembourg et une partie des Pays-Bas le jeudi 15 juillet. Une partie de la ville de Maastricht (Pays-Bas) a dû être évacuée, la Belgique et l’Allemagne ont reçu par endroits l’équivalent de deux mois de précipitations en quelques heures ! Ces fortes pluies ont touché plus durement les régions de Rhénanie-Palatinat et Rhénanie-du-Nord-Westphalie. Vendredi 16 juillet, un impressionnant glissement de terrain est survenu près de Cologne aux alentours de 11 heures. Des maisons ont été emportées et d’autres se sont effondrées. Cette catastrophe a fait 200 morts et des dizaines de personnes sont portées disparues.

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A l'heure des interrogations de nombreux experts se sont répandus sur : le réchauffement climatique - la météorologie - l'hydrologie - le système d'alerte mais rien sur la géologie ! Le spectaculaire glissement de terrain d’Erftstadt-Blessem donne pourtant l'impression que l'on a bâti sur des terres arables ou du remblai ! Un autre fait attire l'attention, les zones touchées sont contiguës au plissement Hercynien du système Carbonifère de l'ère primaire ou paléozoïque ! A cette époque, l'écorce terrestre était chaude et constamment arrosée par des pluies chaudes.

Le terrain ne s'analyse pas uniquement en fonction de son orographie, la qualité d'un terrain à bâtir dépend de sa portance. Le sol ne doit pas se gonfler sous l'humidité ni se rétracter sous l'effet de la sècheresse, pas plus de se déplacer sous l'action du vent, de l'eau, ni être déséquilibré. Les fondations d'une construction contribuent à la répartition des charges : fondations superficielles et hors gel si le terrain est de nature stable - fondations semi-profondes (plusieurs mètres) pour atteindre le sol capable de supporter la charge de la maison (portance) - fondations profondes (sol instable et/ou sensible à la compression) micro-pieux, pieux refoulant, pieux vissés, pieux métalliques. Si le sol et le sous-sol sont de même nature, leurs qualités ou défauts s'ajoutent, s'ils sont différents, leurs défauts ou qualités peuvent venir se contrarier.

« le sol est la formation naturelle de surface, à structure meuble et d'épaisseur variable, résultant de la transformation de la roche mère sous-jacente, sous l'influence de divers processus physiques, chimiques, biologiques ». La profondeur d'un sol correspond à l'épaisseur de terre colonisée par les racines des végétaux. Si on pratique une coupe verticale dans le sol, on constate la présence d'une couche foncée (humus) ou terre arable, suivie d'une couche plus claire (sol inerte) et une couche profonde reposant sur un roche mère. « Les sols résiduels sont formés sur place par décomposition de la roche mère sans transport des produits de décomposition. Les sols transportés sont ceux dans lesquels les produits de décomposition de la roche mère ont été déplacés par le vent, l'eau ou la glace. Les podzols (sols de forêts de climat froid) sont le fait de conditions de formation très différentes. L'humidité de la forêt favorise l'action de l'humus, mais celui du sous les forêts de conifères est acide ; il s'ensuit que matériaux organiques et inorganiques se mélangent difficilement et que ces sols se décomposent lentement ».

Une roche est une portion quelconque de l'écorce, portion qui présente seulement une homogénéité relative. (...) L’appellation roche n'implique par une dureté particulière. Le sable, l'argile sont des roches aussi bien que le granit. Une roche est dure si les minéraux qui la constituent présentent un indice de dureté élevé (1 : talc, 2 : gypse, 3 : calcite, 7 : quartz, 8 : topaze, 10 : diamant). La notion de roche dure n'est que relative, le sable est une roche dure puisque son principal constituant, le quartz, est un minéral dur, mais sa résistance à l'érosion n'a que peu de rapport avec sa dureté.

L'écorce terrestre n'a pas été seulement modifiée par les éruptions volcaniques ni par les tremblements de terre, elle a aussi subi des transformations lentes (à l'échelle géologique). De nombreux facteurs dégradent l'écorce terrestre. Désagrégation physique : les roches sont attaquées, modifiées et déplacées. Les roches sont fragmentées désagrégées en plus petits éléments et déplacées. La foudre est capable de pulvériser les roches - les variations de température (variation diurne/nocturne, gel/ dégel) d'entrainer leur rupture - l'action éolienne - pluviale - cours d'eau - glaciers - leur émiettement (sable, limon, argile) et leur transport jusqu'à rencontrer un obstacle qui les fixe. Désagrégation chimique : l'oxygène et le gaz carbonique contenus dans l'eau agissent par dissolution (argile), hydratation (kaolin, limon), concrétion, cimentation (grès), oxydation (fer, manganèse). Désagrégation biologique : taret, vers de terre, pédofaune, racines des plantes, lichens.

Les roches sédimentaires, représentent 75 % (en volume) des roches terrestres, sont exogènes (origine externe). Elles proviennent de la destruction des roches d'un autre type ou d'autres roches sédimentaires qui se sont déposées et superposées en strates parallèles horizontales, les couches les plus anciennes recouvertes par les strates récentes. Lorsque les couches supérieures ont une aire plus grande que les couches inférieures (comblement d'une dépression par exemple), on parle de stratification transgressive, si les couches supérieures présentent une surface plus faible que les couches inférieures (ennoyage), de stratification régressive. La continuité des couches sédimentaires est rompue par la dislocation des terrains (failles, ruptures) ou les terrains plissés ou renversés.

On classe les roches sédimentaires en différents groupes. Les roches siliceuses agglomérées résultent de la cimentation de roches meubles par un dépôt minéral (grès). Le silex est un amas de silice formé par un dépôt chimique sur une roche calcaire ; la meulière une roche siliceuse formée par infiltration dans une roche calcaire. Les roches argileuses : le kaolin est une roche argileuse composée d'argile presque pure ; les argiles ferrugineuses rouges, ocres ou noires doivent leur coloration à un oxyde de fer ; les schistes sont des argiles divisées par la pression en feuilles parallèles. Les roches calcaires : la rencontre d'eaux contenant du bicarbonate de calcium avec du gaz carbonique dissous, entraîne le dégagement d'anhydride carbonique pour former des tufs et travertins. De grands dépôts de calcaire résultent de l'accumulation de débris organiques. La craie mélangée à l'argile est une marne. Le calcaire grossier est formé par l'accumulation de coquilles de mollusques (pierre à bâtir). Roches d'origine organique qui proviennent de la dégradation lente des végétaux : anthracite, houille, lignite, et tourbe. Les roches sédimentaires ont été en grande partie, transformées en roches cristallophylliennes : granites, gneiss, micaschistes, calcaires cristallins

Les propriétés physiques du sol sont intimement liées à leur texture ainsi qu'à leur structure. La texture correspond à la granulométrie : cailloux, galet, gravier, sable grossier, sable fin, limon, argile. Le sable favorise la perméabilité à l'air et à l'eau, les limons enrobent les éléments, et l'argile compact est imperméable. L'humus (terre humifère) qui résulte de la décomposition des débris organiques végétaux est très perméable à l'eau et en absorbe plusieurs fois son propre poids (rôle d'éponge). La structure, les particules terreuses sont séparées par des espaces vides (espaces lacunaires) formant des canaux capillaires permettant la circulation de l'air (aération), de l'eau (perméabilité) et des racines (ténacité). La végétation dépend du sol et du climat. Les terres pentues exposées au sud reçoivent une insolation plus importante que les terres horizontales ; le sol couvert de végétation s'échauffe moins rapidement mais retient la chaleur plus longtemps. La vitesse de réchauffement et de refroidissement du sol dépend de l'ensoleillement, de la couverture nuageuse, de sa chaleur spécifique et du taux d'humidité, donc de la saison...

La rétention d'eau au sol est en relation avec sa granulométrie, plus les particules terreuses sont fines, plus elles offrent une grande surface sur laquelle vient se fixer la pellicule d'eau. Un sol compacté ne peut absorber ni air ni eau ! Par contre des pluies violentes peuvent détruire les agrégats ou mottes (effet splash) et en disperser la terre. Lors des pluies, une partie de l'eau ruisselle en suivant la ligne de moindre résistance (ouvertures, pente), une partie s'évapore et une autre partie s'infiltre dans le sol par gravité. La capacité de rétention et la vitesse d'infiltration dépend de la nature du sol (100 cl/m3 pour sablonneux, 300 l/m3 pour sol argileux) et de sa végétation. En zone tempérée, la quantité d'eau s'inflitrant jusqu'à la nappe phréatique est éstimée à 300 mm/an ou 10 litres/seconde par km2. Un glissement de terrain peut affecter une région sans pente prononcée, si l'eau abonde, la terre perd sa consistance et l'« entonnoir » s'effondre, s'élargit, le terrain se fluidifie (forces capillaires des sables mouvants et des baïnes) et la boue s'écoule. En présence d'un terrain argileux et schisteux, le glissement est facilité par un phénomène de « lubrification » interstitiel, les maisons se mettent à glisser avant de s'écrouler.

En 1997 et 2002, le sud-est de l'Europe a été marqué par deux événements météorologiques ayant provoqué de fortes crues de l'Elbe et de l'Oder. A chaque événement la région a connu une conjoncture météorologique particulière bien documentée depuis 1891 ! Wilhem Jakob Van bebber a décrit dans « la Prévision météorologique » un phénomène (Vb) similaire à celui de la « Goutte froide » ! « Les zones de basses pressions transitant normalement d'ouest en est peuvent sous certaines conditions fortement dévier vers le sud. Lorsqu'elles sont détournées jusqu'à la Méditerranée, elles absorbent d'importantes quantités d'humidité de la mer. Les dépressions reprennent ensuite lentement la route du nord , évoluant au-dessus de l'Autriche et de la Slovénie. Ensuite, selon l'endroit où les masses nuageuses précipitent, des crues importantes frappent l'Elbe, le Weichsel ou l'Oder ». Une première constatation s'impose, la région connait des crues de grande envergure liées à des précipitations importantes depuis des siècles. Il ne peut donc s'agir de la manifestation d'un bouleversement climatique récent !

La cause première semble imputable à la disparition de la végétation et à la « bétonnisation ». Une grande partie de la zone tempérée était couverte de forêts qui une fois défrichées sont devenues des terres agricoles. Le feuillage absorbe l'énergie cinétique de la pluie, le lit de feuilles mortes et les racines retiennent une partie du sol, et la végétation absorbe l'eau (un arbre peut, selon l'espèce, absorber 200 litres d'eau par jour). Lorsque le nombre d'animaux d'élevage ou domestique est trop important, leur piétinement saccage la végétation et le surpâturage aggravent les effets de l'érosion.

L'intervention de l'homme ne connaît de limites, il entend conformer la nature à ses desiderata : croissance des zones urbaines, industrielles, commerciales, de loisirs, équipement public, voies de communication, extraction de matériaux, zones drainées, orientation des cultures (le labour parallèlement à la pente n'est plus pratiqué), remembrement, spéculation foncière, réseaux d'évacuation des eaux pluviales sous-dimensionnés, etc. L'homme moderne a construit des digues, des polders, des enrochements, des barrages venus modifier le tracé des cours d'eau jusqu'à contre-carrer les zones d'infiltration naturelles. Les cours d'eau ne peuvent en occuper le lit majeur. L'homme est confronté au mythe de Sisyphe, tous ces ouvrages nécessitent des travaux constants sinon la nature reprend ses droits et détruit ce qu'il a façonné.

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13 réactions à cet article    


  • Docteur Faustroll Lampion 29 juillet 08:08

    Tout le monde n’a pas la chance de vivre à Gizeh où lala désertification progressive a permis de préserver les tombeaux des pharaons en les recouvrant de sable...


    • Clocel Clocel 29 juillet 08:41

      Maastricht... Le Mordor...

      Ça aurait de la gueule si l’apocalypse commençait là...


      • Docteur Faustroll Lampion 29 juillet 10:46

        @Clocel

        Une réédition du déluge serait déjà un bon début pour faire un reset ;du logiciel de sélection des espèces qui a tendance à se dégrader ces derniers temps (altération des fichiers on sait pas trop).
        L’INRA a déjà pris contact avec Noé et commandé une arche aux chantiers de Saint-Nazaire.


      • Clocel Clocel 29 juillet 11:30

        @Lampion

        Si tu veux un truc qui tienne la flotte quelque temps, vaudrait mieux passer commande aux chinois, la France ne fabriquera jamais plus rien.


      • Docteur Faustroll Lampion 29 juillet 12:01

        @Clocel

        Ecoute, on fait comme la dernière fois : on donne quelques shekels à Noé et ils démerde. Il peut même la fabriquer lui-même si ça lui chante !


      • Clocel Clocel 29 juillet 12:13

        @Lampion

        Tout ça pour finir échoué chez Erdogan !? Laisse béton ! smiley


      • Aimable 30 juillet 08:27

        @Lampion
        c’est là qu’après l’inondation dans tout le pays il va se mettre a pousser des plantes bizarres grâce la chaleur et l’humidité .
        c’est pays bas sont d’une grande bassesse .


      • jocelyne 29 juillet 11:08

        Très bizarre cette photo, je n’arrive pas à comprendre ce que l’on voit ( et je l’ai vue sur de nombreux sites) , c’est quoi ce terrain sur la partie droite ?


        • MagicBuster 29 juillet 14:37

          @jocelyne
          A droite c’est juste un champ, plat en léger dévers sur lequel l’eau coulait dans la tranchée et a creusé le trou énorme par érosion hydrique.


        • jocelyne 29 juillet 16:48

          @MagicBuster
          Oui, mais on dirait qu’il y a une énorme différence de niveau entre le champ et le ravin et juste en dessous deux maisons qui semblent sans incidents visibles.


        • chantecler chantecler 30 juillet 08:24

          @jocelyne
          Effectivement cette photo n’a aucun sens : on dirait la juxtaposition de deux photos différentes .
          Alors je fais peut être erreur , mais le truquage des photos est aussi ancien que la photographie elle même , et rendu encore plus facile par la numérisation et l’informatique .


        • Réflexions du Miroir Réflexions du Miroir 29 juillet 17:26

          @Gérard,

            Merci pour cette vision différente du problème.

            J’avais écrit dans mon billet : « Le côté pittoresque du village qui vit au côté d’un cours d’eau, est à repenser, tout comme ce fut le cas après les tsunamis pour les habitations très prisées, appelées »pieds dans l’eau« le long des mers et qu’il a fallu reconstruire en s’éloignant un maximum du monde maritime. »

            La vue géologique du sol est aussi à mettre en évidence.


          • LeMerou 30 juillet 08:17

            Bon article sur la géologie, illustrant ce qui c’est passé en RFA avec c’est effondrement assez spectaculaire quand même. Une sorte de Kolossal renard, il y a sur terre de temps à autres des effondrements considérables sans que aucune explications sur les raisons ne soit fournis ou communiquées, ça s’est effondré point. Sujet suivant, là nous en avons une technique, ma question est à propos de ce renard, la mise à nue des sols pour des raisons agricoles est elle une des sources du problème. . 

            Quand aux problèmes d’inondations liées au climat, C’est la conjonction de deux choses, l’homme à besoin d’eau pour vivre et s’est tout naturellement installé près de ces ressources (les plaines fertiles), acceptant aussi les prodigieuses inondations liées.

            Seulement, l’humain prolifie, et regarde ce cours d’eau, cette rivière, ce ru au demeurant agréable et chantant auprès duquel il fait bon vivre, comme légèrement encombrant, comme étant un frein au développement, et donc le canalise, le réduit, pour s’installer soit dessus, soit à proximité, ou dans son espace d’expansion naturel en cas de crue.

            Il est vrai, que depuis un bon nombre d’années, ou de mémoire « volatile » d’humain, ces cours d’eau étaient relativement stables, tout au plus à t-on augmenté leur « canalisation » afin de contenir un peu mieux les conséquences des « fortes » pluies.

            La deuxième chose est peut être la conséquence du réchauffement climatique qui met en suspension plus d’eau dans l’atmosphère et donc.. Cette eau retombe quoi qu’il advienne, et pas seulement sur les pays classiquement arrosés mais ailleurs maintenant.

            Et hélas nous arrivons à ces « catastrophes ». Que peut -ton faire ? 

            RIEN. ou Plein de choses, mais qui sont actuellement inenvisageables, déplacement de population, de structures, etc, etc, Non l’humain continu à vouloir dominer la nature, alors que c’est perdu d’avance.

            Prenez l’exemple dramatique de la zone de la « faute sur mer », ou l’urbanisation d’une partie des terres situées en dessous du niveau de la mer, s’est retrouvée sous les eaux..Il suffit de s’intéresser un peu à l’histoire, car non loin de là, existe un village qui se trouvait être un port au XIV ème siècle et qui aujourd’hui est entouré de terres. 

            Si j’abonde dans l’élévation du niveau des eaux du à la fonte des glaces, il y a fort à parier que ce village redeviendra ce qu’il était. Qu’aura t-on fait entre temps, car cela ne vient pas du jour au lendemain.

            Construit des digues, comme les hollandais, dont une grande partie de leur pays est sous le niveau de la mer, Si eux ont sut les construire, ils ont su surtout mettre en place un système de surveillance d’une efficacité redoutable.

            C’est étrange mais je ne vois pas un éventuel énième abondant appareil étatique, mis en place pour gérer ce système avoir la même efficacité que celui des Hollandais, pour plusieurs raisons fort connues concernant la composante du personnel, mais la principale serait aussi le budget alloué.. Il suffit de voir le budget de VNF par rapport à ce qu’il y a à faire.

            PARIS.. Paris et une partie de sa banlieue sous les eaux dans les années 1900, qu’à t-on fait pour juguler les violentes et imprévisibles crues de la Seine ?

            Plein de choses . Oui des lacs gigantesques de retenues sur le cours amont du fleuve, lacs vides en été que se remplisses lors des périodes de « crues ». Ors qu’en est-il ? Ces lacs sont toujours pleins, surtout en été pour maintenir un tourisme « aquatique », leur capacité d’absorption est dorénavant limités.

            Et nous assistons à des inondations légèrement en aval de la Capitale, qu’il faut préserver à tout prix, quitte à ce que certains aient les pieds dans l’eau quelques jours.

            Bref, nous n’en n’avons pas fini avec les inondations, sans que jamais rien ne soit fait de réaliste non pas pour y remédier, mais pour revenir dans une gestion raisonnée de l’implantation humaine.

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