Comment se forment les gouffres et peut-on les prévoir ?

Début janvier, un immense gouffre s’est ouvert à un carrefour du quartier de West Oak Lane, dans le nord de Philadelphie, à la suite de la rupture d’une conduite principale d’eau. Deux semaines plus tôt à peine, la ville avait rouvert une portion du Schuylkill River Trail, à Center City (centre-ville), restée fermée pendant deux mois en raison d’un gouffre.

L’été dernier, des habitants de Point Breeze, dans le sud de Philadelphie, ont eux aussi attendu deux mois avant que le gouffre apparu dans leur rue ne soit réparé.

Laura Toran, hydrogéologue et professeure émérite de géologie de l’environnement à la Temple University, a répondu aux questions de The Conversation (États-Unis) sur l’origine des gouffres, sur la vulnérabilité de Philadelphie et sur les raisons pour lesquelles les réparations peuvent traîner.

Que sont les gouffres (sinkholes) à Philadelphie, et comment se forment-ils ?

Un gouffre est un trou qui s’ouvre dans le sol à la suite d’une modification du sous-sol.

On peut regrouper les mécanismes à l’origine des gouffres en deux grandes catégories.

La première est liée aux roches carbonatées. Ce type de roche peut se creuser en cavités, car il se dissout lorsque l’eau souterraine est même légèrement acide. Quand la « voûte » au-dessus de l’une de ces cavités s’effondre, un gouffre apparaît.

La seconde catégorie concerne les canalisations d’alimentation en eau ou d’assainissement enterrées. En cas de fuite, les sédiments au contact des conduites peuvent être érodés ou emportés. Cela crée un vide ; et si l’affaissement en surface devient suffisamment important, on se retrouve avec un gouffre.

Que sait-on des gouffres de West Oak Lane et du Schuylkill River Trail ?

À West Oak Lane, deux ruptures récentes de conduites principales d’eau ont été constatées. Des débris charriés par l’eau ont compliqué l’accès à l’endroit précis de la fuite.

Réparer une fuite importante est une opération complexe. Il faut d’abord arrêter la fuite, puis dégager les débris, obtenir les pièces nécessaires, réparer la conduite, et enfin remettre la chaussée en état. Cet épisode illustre aussi un point clé : les équipes doivent profiter de l’ouverture pour vérifier si d’autres segments de canalisation, possiblement vieillissants, nécessitent une intervention. Autrement dit, il vaut mieux éviter de bâcler le chantier.

Le gouffre apparu sur le Schuylkill River Trail à la fin de l’année dernière - et dont la remise en état a pris deux mois - provenait lui aussi d’une fuite de canalisation. Les travaux ont nécessité l’intervention du service des eaux, en coordination avec les services des parcs et des loisirs. Il faut également rappeler que la ville dispose d’un budget limité pour la réparation des conduites. Philadelphie étant l’une des plus anciennes villes du pays, l’entretien à rattraper est considérable.

Cela dit, je préfère encore m’attaquer à une fuite de conduite qu’à un gouffre dû à une roche carbonatée. Dans le cas des cavités de roches carbonatées, on ignore souvent leur taille réelle, et la solution la plus courante consiste à les combler avec du béton. Il arrive qu’une cavité soit bien plus volumineuse que la quantité de béton disponible.

Philadelphie est-elle particulièrement sujette aux gouffres ?

La région de Philadelphie connaît les deux types de gouffres. À l’intérieur de la ville, on ne trouve pas de roches carbonatées, mais juste à l’extérieur - par exemple vers King of Prussia - on observe des zones de roches carbonatées où des gouffres peuvent se produire.

Les gouffres qui apparaissent à Philadelphie sont principalement ceux liés aux fuites de canalisations, lorsque le sol alentour est lessivé et emporté. Comme notre région réunit une géologie compatible avec ce phénomène et un vaste réseau d’eau vieillissant, ces gouffres restent relativement fréquents.

Certaines zones sont toutefois encore plus touchées qu’ici. La Floride repose entièrement sur des roches carbonatées, et les gouffres y sont très courants.

Les riverains peuvent-ils savoir qu’un gouffre est en train de se former ?

Il existe une carte des roches carbonatées dans l’État, mais toutes les roches carbonatées ne génèrent pas des gouffres. Le lieu et le moment où un gouffre est susceptible de se former dans ces roches demeurent imprévisibles.

À Philadelphie, les gouffres sont souvent tout aussi difficiles à anticiper, car le facteur déclencheur se situe sous terre et hors de vue. On ne peut pas savoir à quel moment une fuite se produira. Parfois, on observe un affaissement en surface avant l’ouverture d’un trou plus important. Parfois aussi, on repère la fuite avant qu’un gouffre ne se forme. Mais toutes les fuites et tous les affaissements n’aboutissent pas à un gouffre, et il n’y a pas forcément de signe avant-coureur.

Malgré tout, il est essentiel de signaler les fuites et les zones de sol qui s’affaissent afin qu’elles soient examinées avant aggravation. Pour signaler une fuite au Philadelphia Water Department, appelez la ligne d’urgence au 215-685-6300.

Si l’on pouvait remplacer l’ensemble des infrastructures vieillissantes de la ville, il y aurait moins de gouffres. Mais ce serait à la fois très coûteux et fortement perturbateur ; ce n’est donc pas réaliste. En attendant, la ville doit simplement réparer les nouveaux gouffres au fur et à mesure qu’ils apparaissent.

Laura Toran, professeure de géologie de l’environnement, Temple University

Cet article est republié depuis The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.