Des changements catastrophiques du niveau des rivières pourraient menacer des millions de personnes dans le monde

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. Publiée dans Nature, cette étude révolutionnaire met en lumière un processus qui a façonné l’histoire humaine à travers des inondations dévastatrices et 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 College of Arts and Sciences de l’Indiana University Bloomington, l’équipe de recherche a décrit pour la première fois les conditions qui créent les avulsions de rivières. Parmi les co-auteurs figurent 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 enseignant 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 rendent les avulsions plus probables. « Mesurer la topographie autour d’une rivière est difficile et prend du temps en raison de la végétation dense », a déclaré Gearon. « Nous avons tiré parti 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 pour prédire quand les avulsions se produiront, 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 créé 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 hydrologiques mondiaux et que l’expansion humaine dans les zones sujettes aux inondations augmente, comprendre et prédire 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 ses rives et creuser un nouveau chemin à travers la plaine inondable. Cela peut entraîner de graves inondations, car la rivière entière 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 les terres de chaque côté de la rivière offraient un chemin plus raide et plus attrayant pour l’eau. « Nous pouvons maintenant 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, les régions les moins développées d’Afrique, d’Amérique latine et d’Asie, où les avulsions sont plus fréquentes et souvent plus meurtrières. Dans nombre de ces régions, une combinaison de facteurs géologiques et de problèmes d’infrastructures rend les communautés plus vulnérables aux changements soudains du niveau des rivières. Les inondations liées aux avulsions de 2010 sur le fleuve Indus au Pakistan, par exemple, ont touché plus de 20 millions de personnes.

Le nouveau modèle, qui repose sur un minimum de données, pourrait aider les pays à se préparer aux catastrophes liées aux avulsions, ce qui pourrait sauver des vies et réduire 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.