A5 Affaissement et effondrement différentiel

Topique

L'affaissement est l'abaissement de la surface terrestre. Il se produit généralement de manière différentielle, certaines zones s'enfonçant davantage que d'autres au sein d'une même région. Cet affaissement peut avoir plusieurs origines : la dissolution karstique des roches carbonatées et évaporitiques, créant des cavités souterraines susceptibles de s'effondrer de façon catastrophique ; l'extraction de fluides du sous-sol (eau, pétrole ou gaz), qui compacte les sédiments résiduels ; la compaction naturelle qui se produit dans les deltas fluviaux ; l'effondrement d'une caldeira volcanique ; ou encore l'affaissement tectonique au sein d'un rift.

L'extraction de fluides du sous-sol engendre un affaissement proportionnel au produit de trois facteurs : la compressibilité de l'aquifère lui-même, l'épaisseur de la couche saturée en eau qu'il contenait et la diminution de la pression de l'eau dans les pores des sédiments lors de l'extraction du fluide. Lorsque la pression interstitielle diminue, la pression effective que les sédiments doivent supporter augmente, et ces derniers se compactent en conséquence. À Mexico, le pompage des eaux souterraines a provoqué un affaissement du sol pouvant atteindre dix mètres au cours du XXe siècle.

Dans les deltas du Nil et du Pô, la combinaison du pompage des fluides, du tassement naturel des sédiments et de l'absence d'apports sédimentaires provenant de l'amont engendre un affaissement de cinq à quinze millimètres par an, accentué par la montée du niveau de la mer que subissent simultanément ces mêmes deltas.

Le karst est particulièrement dangereux en raison de son caractère soudain et imprévisible : la cavité souterraine se développe silencieusement à mesure que la dissolution progresse, sans aucun signe visible en surface, jusqu'à l'effondrement brutal de sa voûte. La solidité de cette voûte dépend de trois facteurs intrinsèques : son épaisseur, le rayon de la cavité qu'elle doit soutenir et les propriétés mécaniques de la roche qui la constitue. Le comportement attendu dans les zones karstiques est l'apparition soudaine de dolines d'effondrement, d'un diamètre compris entre un et mille mètres, qui surgissent sans aucun avertissement préalable, bouclant ainsi le lien entre la dissolution silencieuse du sous-sol et la chute brutale de la surface par laquelle cette description de l'affaissement et de l'effondrement différentiel a débuté.

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