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Les glissements de terrain produits lors d’un typhon dépendent des évènements de pluies extrêmes du passé

17/10/2019

Une équipe franco-japonaise 1 a étudié les milliers de glissements de terrain causés par le typhon Talas en 2011 au Japon. En utilisant les mesures de pluie obtenues depuis 26 ans par le réseau de radars météorologiques japonais, les chercheurs ont pu reconstituer une carte de pluie régionale, statistiquement représentative des évènements de pluies extrêmes définis comme ayant lieu seulement une fois tous les 10 ou 20 ans. Ils ont ainsi pu montrer que la répartition et la quantité de pluie ayant eu lieu pendant le typhon  sont des éléments insuffisants pour comprendre la répartition régionale des glissements de terrains et que les évènements de pluies extrêmes du passé doivent aussi être pris en compte.

 

Les glissements de terrain provoqués par de fortes précipitations entraînent chaque année des milliers de morts et des pertes matérielles considérables à travers le monde. De plus, l’augmentation des pluies extrêmes, devant advenir avec le changement climatique global, va encore augmenter cet aléa.

Cependant, prédire la localisation précise des glissements n’est toujours pas possible car leur déclenchement dépend à la fois de la quantité de pluie et de nombreuses propriétés locales intrinsèques au terrain (par exemple, l’épaisseur et la résistance mécanique du sol ou la vitesse d’infiltration de la pluie dans le sol) qui sont difficiles à mesurer à travers un paysage. Toutefois, de nombreux modèles théoriques couplant glissements de terrain et évolution des paysages ont conclu que si un paysage est soumis de manière répétée à des événements extrêmes, les glissements de terrain associés érodent préférentiellement certains versants jusqu’à ce que les propriétés des versants (ou pentes) restants leur assurent une relative stabilité.

Positionnement des glissements de terrain (en noir) sur une carte de pluie pendant le typhon (en haut) et sur une carte d’anomalie de pluie (en bas) où l’accord est plus grand.

Ces théories sur la co-évolution du paysage et du climat impliquent que, dans une région avec de fortes variations spatiales d’intensité des événements extrêmes, les propriétés des pentes (ou versants) du paysage soient corrélés à ces variations. Toutefois, ces théories ont trouvé peu d’applications dans le domaine des risques naturels et la majorité des études sur les glissements de terrain se concentrent sur la mesure de la pluie pendant les événements déclencheurs et non sur les évènements extrêmes passés.

Le typhon Talas approchant le Japon. Image NASA, dans le domaine public (d’après Wikipedia) http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/imagery/single.cgi?image=Talas.A2011244.0415.2km.jpg

Pour tenter de déterminer l’impact des évènements extrêmes passés sur la prédiction des glissements de terrain, des chercheurs de l’IPGS et du GET se sont associés à des scientifiques japonais pour étudier en détail la catastrophe causée par le typhon Talas, en 2011. En effet, pendant ce typhon, plus de 1,5 m de pluie est tombé en quelques jours sur une péninsule caractérisée par de forts reliefs, causant presque 2000 glissements de terrain dans une zone de 5000 km2, certains ayant barré (ou bloqué) des rivières ou détruit des infrastructures. La position et la taille des glissements de terrain ont été cartographiées grâce à des images aériennes et satellitaires.
Les chercheurs ont comparé la distribution régionale des glissements avec celle du champ de pluie, bien contrainte par les mesures du réseau de radars météorologiques japonais au cours du typhon, et n’ont observé qu’une faible correspondance. En revanche, ayant reconstitué une carte de pluie régionale statistiquement représentative des évènements d’anomalies de pluie, définie comme ayant lieu seulement une fois tous les 10 ou 20 ans 2, ils ont observé une bien meilleure correspondance avec celle-ci.

Positionnement des glissements de terrain (en noir) sur une carte de pluie pendant le typhon (en haut) et sur une carte d’anomalie de pluie (en bas) où l’accord est plus grand.

Bien que de nouvelles mesures de terrain dans la péninsule soient nécessaires pour le confirmer, cette observation est en accord avec les théories géomorphologiques de co-évolution du climat et des paysages et suggère qu’au moins une part de la variabilité régionale des propriétés hydrologiques et mécaniques des versants pourrait être estimée à partir de données météorologiques et climatiques. L’utilisation d’archives climatiques pourrait donc grandement améliorer les cartes d’aléa de glissement de terrain et permettre à terme de mieux prédire, en temps-réel, la localisation des glissements de terrain en combinant archives météorologiques et sédimentaires et prévisions météorologiques.

Financements

L’étude a été financée par un contrat post-doctoral CNES, (projet STREAM-LINE GLIDERS “SaTellite-based Rainfall Measurement and LandslIde detectioN for Global LandslIDE–Rainfall Scaling”) et avec le soutien d’un financement CNRS-INSU au travers du programme TelluS.

Source

Odin Marc, Marielle Gosset, Hitoshi Saito, Taro Uchida and Jean-Philippe Malet, Spatial patterns of storm-induced landslides and their relation to rainfall anomaly maps, Geophysical Research Letter, https://doi.org/10.1029/2019GL083173

Notes

  1. Les laboratoires et institutions impliqués sont les suivants: Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS/EOS, CNRS / Unistra) , Géosciences environnement Toulouse (GET/OMP, Université Paul Sabatier UPS / CNRS / IRD / CNES), Kanto Gakuin University (Japon), National institute for land and infrastructure management (Japon) et University of Tsukuba (Japon)
  2. La caractérisation des extrêmes de pluies et de leur variation à travers la péninsule a été obtenue grâce à l’analyse des mesures de pluies radars, continues depuis 26 ans.

Contact

Odin Marc, ETH Zurich,  +41 44 632 23 36 , odin.marcSPAMFILTER@erdw.ethz.ch

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