Des chercheurs de l’Université d’Indiana ont découvert des informations clés sur le phénomène dangereux de « l’avulsion des rivières », offrant un moyen de prédire quand et où les rivières peuvent changer de cours de façon soudaine et spectaculaire. Publié dans Naturecette percée étude met en lumière un processus qui a façonné l’histoire humaine à travers des inondations dévastatrices et qui continue de menacer des millions de personnes dans le monde.
Dirigée par James « Jake » Gearon, doctorant au Département des sciences de la Terre et de l’atmosphère (EAS) du Collège des arts et des sciences de l’Université d’Indiana à Bloomington, l’équipe de recherche a décrit pour la première fois les conditions qui créent les avulsions de rivière.
Les co-auteurs incluent Harrison Martin (Ph.D. EAS ’23), chercheur postdoctoral actuellement à CalTech, Clarke DeLisle (Ph.D. EAS ’23) actuellement à EVS, Inc, Eric Barefoot, chercheur postdoctoral à l’IU Bloomington et désormais membre du corps professoral à l’UC-Riverside, et le professeur Douglas Edmonds, titulaire de la chaire Malcolm et Sylvia Boyce en sciences géologiques au département des sciences de la Terre et de l’atmosphère.
Grâce à une technologie satellite avancée, l’équipe a cartographié la façon dont certaines caractéristiques du paysage augmentent le risque d’avulsion. « Mesurer la topographie autour d’une rivière est difficile et prend du temps en raison de la végétation dense », a déclaré Gearon.
« Nous avons profité d’un nouveau satellite qui utilise des lasers pour mesurer la topographie. » Cette technologie, appelée lidar, pénètre dans la végétation pour trouver les élévations de la terre nue, ce qui permet des mesures topographiques précises.
L’étude présente un nouveau cadre de prévision des avulsions, un problème auquel l’humanité est confrontée depuis des millénaires. « Les avulsions, qui sont peut-être à l’origine des mythes antiques sur les inondations, ont provoqué les plus grandes inondations de l’histoire humaine et continuent de menacer des millions de personnes aujourd’hui », a expliqué Edmonds.
« Alors que le changement climatique modifie les cycles mondiaux de l’eau et que l’expansion humaine dans les zones sujettes aux inondations augmente, comprendre et prévoir les avulsions n’a jamais été aussi crucial. »
Quelles sont les causes des avulsions de rivière ?
Les avulsions se produisent lorsque l’eau d’une rivière monte au-dessus du paysage environnant, souvent en raison de l’accumulation de sédiments dans le lit de la rivière. Lorsque cela se produit, la rivière peut déborder de son lit et creuser un nouveau chemin à travers la plaine inondable.
Cela peut entraîner de graves inondations, car le fleuve tout entier traverse des zones qui ne sont généralement pas conçues pour gérer un tel volume. Par exemple, l’avulsion de la rivière Kosi en 2008 dans le nord de l’Inde a directement touché plus de 30 millions d’habitants, tué des centaines de personnes et causé plus d’un milliard de dollars de dégâts.
Traditionnellement, les scientifiques pensaient que les avulsions se produisaient en raison de deux facteurs principaux : soit le lit de la rivière s’élevait au-dessus de la plaine inondable, soit le terrain de chaque côté de la rivière offrait un chemin plus raide et plus attrayant à suivre pour l’eau.
« Nous pouvons désormais tester ces deux idées vieilles de 80 ans avec les données topographiques que nous avons collectées depuis l’espace », a déclaré Edmonds, « et nous avons été surpris de constater que les deux facteurs fonctionnent ensemble et jouent des rôles différents selon l’emplacement de la rivière. »
Prévoir les risques d’arrachement – une nouvelle façon de cartographier les risques d’inondation
Les chercheurs ont analysé les données de 174 avulsions de rivières à travers le monde, en utilisant l’imagerie satellite pour suivre les mouvements des rivières au cours des dernières décennies. Les auteurs de l’étude révèlent que les avulsions sont beaucoup plus fréquentes près des chaînes de montagnes et des zones côtières que dans les sections médianes des rivières.
Ils ont découvert que 74 % de ces avulsions se produisaient près des fronts de montagne ou des côtes, des zones où les sédiments ont tendance à s’accumuler rapidement.
En outre, à l’aide de données topographiques, les chercheurs ont développé un nouveau modèle pour cartographier ce qu’ils appellent les « couloirs d’avulsion », c’est-à-dire les voies que les rivières pourraient emprunter si elles déviaient de leur cours actuel. Cet outil pourrait aider les gouvernements et les planificateurs à identifier les zones à haut risque d’inondations soudaines, en particulier dans les régions où les ressources de gestion des inondations sont limitées.
L’étude souligne également l’importance de prendre en compte les avulsions dans les évaluations des risques d’inondation, un élément que les modèles d’inondation actuels ne prennent généralement pas en compte.
« Les modèles d’inondation traditionnels se concentrent sur la montée des eaux due aux fortes pluies, mais les avulsions peuvent survenir sans avertissement, même dans les zones où les précipitations ne constituent pas une préoccupation majeure. Cela les rend particulièrement dangereuses et difficiles à prévoir, tout comme les tremblements de terre », a déclaré Gearon.
Conséquences pour les pays du Sud
Ces résultats pourraient être particulièrement utiles dans les pays du Sud, c’est-à-dire dans les régions les moins développées d’Afrique, d’Amérique latine et d’Asie, où les avulsions sont plus fréquentes et souvent plus mortelles.
Dans nombre de ces régions, la combinaison de facteurs géologiques et de problèmes d’infrastructures rend les communautés plus vulnérables aux changements soudains du niveau des rivières. Les inondations liées à l’avulsion de l’Indus en 2010 au Pakistan, par exemple, ont touché plus de 20 millions de personnes.
Le nouveau modèle, qui s’appuie sur des données minimales, pourrait aider les pays à se préparer aux catastrophes liées à l’avulsion, sauvant ainsi potentiellement des vies et réduisant les dommages économiques.
En offrant aux scientifiques, aux décideurs politiques et aux praticiens une nouvelle façon de penser et de planifier les risques d’inondation – et alors que le changement climatique continue de remodeler les conditions météorologiques et d’accroître les risques d’inondation dans le monde entier – l’étude fournit des outils essentiels pour comprendre et atténuer les dangers posés par les avulsions de rivières.
Plus d’informations :
James H. Gearon et al, Les règles d’avulsion des rivières changent en aval, Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-07964-2