“Le domaine de la géomorphologie urbaine peut fournir de bonnes idées pour l’identification et la hiérarchisation des mesures d’atténuation des risques”.
Par Pierluigi Brandolini (Université de Gênes), Maurizio Del Monte (Université La Sapienza, Rome) and Francesca Vergari (Université La Sapienza, Rome)
Dans cette interview scientifique, les auteurs apportent des éléments d’analyse géomorphologique qui alimentent la thèse d’un anthropocène urbain qui se serait accéléré après la deuxième guerre mondiale. Ils appellent également à une meilleure prise en compte des études géomorphologiques dans la politique d’anticipation des risques.
Lire les réponses originales en anglais. Ci-dessous une traduction de travail réalisée avec l’aide de Deepl.com et revue par Lucas Tiphine
Du point de vue de la géomorphologie urbaine, qu’est-ce qui change avec la Grande Accélération de la seconde moitié du XXe siècle ?
Au XXe siècle, et en particulier après la Seconde Guerre mondiale, la topographie de nombreuses villes a connu une expansion urbaine incontrôlée, que l’on a qualifiée de “révolution urbaine”. Si historiquement l’expansion urbaine était limitée par la présence d’obstacles topographiques (cours d’eau, falaises, hauteurs, gorges, littoral, marécages, etc.), au cours du siècle dernier, ces éléments du paysage ont été surmontés par de nouvelles techniques de construction, avec un plus fort impact et une moins grande faculté d’adaptation (Donadio, 2017).
Par ailleurs, dans le passé, les relations entre la surface et le sous-sol étaient soigneusement étudiées pour éviter les dommages dus à des catastrophes naturelles imprévisibles, comme les tremblements de terre, les inondations, les tempêtes, les éruptions volcaniques et les glissements de terrain. Mais au cours des derniers siècles, la demande croissante d’espace habitable et la diminution conséquente de l’offre de terres continentales ont souvent déclenché une expansion incontrôlée de la zone bâtie et de la conurbation impliquant également tout le paysage aquatique disponible. Avec pour résultat d’augmenter les risques pour les zones urbaines d’aujourd’hui à forte densité de population, qui se sont développées dans des espaces auparavant peu habités alors que celles-ci sont affectées par des risques naturels élevés à extrêmes (Del Monte et al., 2015 ; Hollis, 1975 ; McGranahan et al., 2007).
Cette demande croissante d’espaces utiles au développement urbain, entamée après la Seconde Guerre mondiale, a entraîné plusieurs types de processus anthropiques, notamment des travaux de récupération des terres, en particulier le long des côtes, et le nivellement de la surface topographique, en effaçant les anciens reliefs et en remplissant les dépressions.
Dans ce cadre, la géomorphologie urbaine peut aider à mieux comprendre les effets du développement des villes sur les caractéristiques géomorphologiques. Elle peut aussi aider à penser leur relation avec l’augmentation du risque géo-hydrologique, dans le cadre du changement climatique également. Les études géomorphologiques en milieu urbain nécessitent des observations minutieuses de la topographie, en particulier à moyenne et grande échelle. Les informations provenant d’autres sources, telles que les documents historiques et géographiques ainsi que les archives archéologiques et de forage, sont essentielles pour identifier, cartographier et dater les formes de terrain, y compris celles produites ou modifiées par des processus anthropiques (Brandolini et al., 2018 ; Del Monte et al., 2016).
Dans la zone méditerranéenne, les modifications anthropiques de la topographie ont commencé il y a trois millénaires. C’est par exemple le cas dans le centre historique de Rome, où l’épaisseur des dépôts anthropiques est impressionnante (Luberti et al., 2018 ; Vergari et al., 2020). Dans ce contexte, les processus d’urbanisation sont particulièrement difficiles à identifier en raison de la stratification de l’expansion urbaine. Brandolini et ses co-auteurs (2020) ont analysé et comparé cinq secteurs clés de villes côtières méditerranéennes situées à Gênes (Ligurie, nord-ouest de l’Italie), Rome (Lazio, centre de l’Italie), Naples (Campanie, sud de l’Italie), Palerme (Sicile, sud de l’Italie) et Patras (sud-ouest de la Grèce) (Fig.1), avec les objectifs suivants : (1) mettre en évidence les anciennes caractéristiques géomorphologiques qui ont influencé le choix des premiers établissements de population et le développement urbain ultérieur ; (2) détecter les nouveaux reliefs artificiels ; (3) évaluer les impacts de l’intervention humaine sur les processus géomorphologiques ; et (4) définir les scénarios actuels de danger et de risque géomorphologiques dans les différents cas d’étude. Parmi les principaux résultats, les auteurs ont produit de nouvelles cartes de reliefs anthropiques pour chaque zone d’étude, avec des dispositifs graphiques spécifiques consacrés à la représentation des reliefs artificiels (un exemple de carte est présenté dans la Fig. 2a).
2. La vulnérabilité des villes contemporaines à l’érosion côtière est de plus en plus discutée dans les médias généralistes. Mais existe-t-il d’autres vulnérabilités géomorphologiques qui, selon vous, devraient être mises à l’ordre du jour ?
Le risque géomorphologique dans les zones urbaines peut être attribué à plusieurs processus qui affectent le paysage. Il est renforcé par la vulnérabilité du grand nombre d’infrastructures et de vies exposées dans un contexte où les activités humaines se déroulent souvent sans évaluation préalable de leur compatibilité avec les processus naturels préexistants.
En se fondant sur les recherches de Brandolini et al. (2020) dans les cinq villes méditerranéennes présentées précédemment, les vulnérabilités géomorphologiques apparaissent renforcées par différentes modifications anthropiques, telles que : i) les changements du littoral, ii) les changements du réseau de drainage, iii) les excavations et les remplissages sur les pentes et les vallées et iv) les cavités souterraines anthropiques, qui ont rendu les situations locales particulièrement complexes.
i. Les zones d’excavation les plus visibles et les plus significatives sont les carrières à ciel ouvert, d’où étaient extraits les matériaux de construction et d’ornementation ; elles sont actuellement pour la plupart inactives, affectant les zones de plaine ou de collines sur lesquelles sont situées les villes. D’autres excavations importantes concernent également les lignes de chemin de fer, les gares, une zone aéroportuaire (Naples) et de longues sections des routes principales où de profonds passages souterrains et de hauts murs ont été construits (Fig. 3a). Les principaux reliefs d’accumulation dans les villes étudiées concernent le remplissage d’anciennes vallées, de zones côtières et de carrières. En particulier, les remplissages les plus importants ont affecté Gênes et Rome. Les changements anthropiques ont souvent provoqué, à leur tour, une augmentation des processus d’érosion naturelle, car les glissements de terrain et le ruissellement des pentes ont augmenté. Les taux les plus élevés de processus d’érosion se produisent souvent dans les dépôts anthropiques, qui sont également affectés par des canalisations et des tassements différentiels, et peuvent impliquer en outre l’amplification des dommages causés par les tremblements de terre sur les bâtiments (Del Monte, 2018). Depuis l’Antiquité, dans les zones urbaines analysées, les processus d’érosion et de dépôt anthropiques ont été plus importants que les processus naturels.
ii. Les réseaux de drainage ont été fortement modifiés, entraînant le plus souvent une réduction des sections d’écoulement. Une partie importante des cours d’eau a été rectifiée, se caractérise par un lit de rivière en béton ou encore a été transformée en ponceaux (Fig. 2), afin de récupérer les dépôts marécageux ou d’obtenir des surfaces planes adaptées à l’urbanisation. Dans de nombreux cas, aujourd’hui, lors de fortes pluies, l’inondation des zones bâties au-dessus des ponceaux montre que les sections des tunnels de drainage sont insuffisantes et des inondations fréquentes (Fig. 3b) se produisent autour des villes.
iii. L’étalement urbain a fortement modifié l’ancien atout des côtes de toutes les zones d’étude comparées, principalement par la progradation anthropique du littoral due aux phases d’expansion progressive des ports après la construction de digues maritimes. Les paysages côtiers, suite à la construction d’infrastructures portuaires au cours des siècles, ont subi des changements majeurs avec la disparition des anciennes plages et des côtes rocheuses, créant un paysage techno-côtier complet (De Pippo et al., 2008, 2009). Les phénomènes de recul côtier, en raison de l’impact sur les embouchures des fleuves et, par conséquent, sur le transport et le dépôt des sédiments, ont été particulièrement importants le long du littoral de Rome (embouchure du Tibre) et de Patras (embouchure de Milichos) (Fig. 3c).
iv. Dans les cinq villes, des centaines de cavités souterraines sont présentes dans le centre urbain et la périphérie, en général dans les 40 premiers mètres de profondeur. Elles ont été creusées dans différentes séquences lithostratigraphiques, ce qui a donné lieu à des réseaux complexes, mesurant des kilomètres de longueur, à d’énormes volumes de vides superposés à différentes profondeurs, ainsi qu’à des services publics et des égouts souterrains conférant aux villes une sorte de porosité à l’échelle macro. En résumé, des tunnels de métro, des aires de stationnement et de nombreuses cavités sont disséminés sous les bâtiments et les rues, dessinant un réseau complexe de vides à différentes profondeurs. À Rome, à Palerme et surtout à Naples, le risque d’un affaissement soudain pendant et après de violents orages, dû à des canalisations ou à un changement rapide du niveau de la nappe phréatique, ainsi qu’à des fuites d’aqueducs et d’égouts, dans les zones densément urbanisées, est élevé, et a même déjà causé des décès.
3. En tant que géomorphologue, comment analysez-vous la volonté actuelle de réduire l’imperméabilisation des sols urbains ?
L’activité humaine et les changements d’utilisation des sols qui en découlent ont fortement affecté les conditions géomorphologiques préalables, modifiant inévitablement le cycle hydrologique. Celui-ci est altéré par l’urbanisation, et les caractéristiques géo-mécaniques du sol sont compromises par la diffusion d’épaisses couches de dépôts anthropiques sur lesquelles sont souvent fondées les constructions et les infrastructures urbaines. En outre, les charges supplémentaires fournies par ces travaux de construction diminuent la résistance des naturels sous-jacents et, avec la présence de cavités souterraines, prédisposent à des situations de risque d’affaissement / d’enfoncement.
Brandolini et al. en 2017 ont fait quelques considérations sur la variation des composants clés du cycle hydrologique avant et après l’urbanisation par l’étude de cas de Rapallo (qui fait aujourd’hui partie de la zone métropolitaine de Gênes). Ils ont estimé une augmentation du ruissellement de > 450% et une réduction de l’infiltration de 64% en raison de l’urbanisation de la plaine inondable, ce qui a un impact important sur la dynamique des cours d’eau et sur le risque géo-hydrologique.
Ainsi, en conclusion, dans les zones urbaines, la vulnérabilité est fermement liée à l’urbanisation extensive, qui a entraîné la soustraction de terres fonctionnelles pour la dynamique naturelle. L’évaluation des risques devrait inclure la priorisation de mesures efficaces d’atténuation, identifiées par des études interdisciplinaires. Dans ce but, la cartographie et les études géomorphologiques urbaines peuvent fournir de bonnes idées pour les politiques de planification urbaine, en contribuant à une évaluation plus complète des problèmes géo-hydrologiques, qui affectent fortement l’environnement bâti dans les contextes de collines côtières. Elles participent également à l’identification et la hiérarchisation des mesures d’atténuation des risques, aujourd’hui encore plus cruciales en raison des variations du régime pluvial.
