Development of a Regional Landslide Forecast Model for Slowly Moving Landslides in the Western Canada Sedimentary Basin

Le Grand Écrasement de la Terre : Pourquoi le sol bouge et comment nous pouvons le prédire

Imaginez que le sol sous nos pieds ne soit pas aussi solide qu'un rocher, mais plutôt comme une éponge géante en mouvement ralenti. Dans certaines parties du monde, plus précisément sous le bassin sédimentaire de l'ouest du Canada, cette « éponge » est composée de couches d'argile ancienne et de roche tendre qui ont été compressées par des glaciers pendant des milliers d'années. Au fil du temps, ces couches ont commencé à glisser vers le bas de la pente, très lentement, comme un glacier fait de boue. Il ne s'agit pas des glissements de terrain effrayants et instantanés que l'on voit dans les films et qui dévalent les pentes en quelques secondes ; ce sont des « glissements de terrain profonds » (GLP). Ils se déplacent si lentement que vous pourriez ne pas les remarquer pendant des années, mais ils sont implacables.

Pourquoi devrions-nous nous en soucier ? Parce que cet écrasement au ralenti se produit précisément là où notre monde moderne réside. Des pipelines, des routes et des lignes électriques sont construits directement sur ces pentes glissantes. Bien que les ingénieurs qui construisent ces infrastructures sachent que le sol peut bouger un peu, il existe une limite. Si le sol bouge trop, ou trop vite, les tuyaux peuvent se fissurer et les routes peuvent gondoler, ce qui coûte des millions de dollars en réparations. La grande question que les scientifiques se posent est la suivante : Pouvons-nous prédire quand ces géants au mouvement lent vont accélérer ? Si nous savons que le sol est sur le point de devenir plus « humide » et plus lourd, nous pouvons réparer les tuyaux avant qu'ils ne cassent, économisant ainsi de l'argent et assurant la sécurité des gens. Ce document traite de la construction d'une boule de cristal pour le sol, utilisant les données de pluie et de neige pour deviner quand la terre commencera à glisser plus rapidement.

Les prévisions météorologiques de la Terre : Une nouvelle façon de surveiller les glissements

L'équipe derrière cette étude, dirigée par des chercheurs de BGC Engineering et de l'Université de l'Alberta, a décidé d'arrêter de deviner pour commencer à mesurer la relation entre la météo et le sol glissant. Ils ont réalisé que, tout comme une éponge devient plus lourde et plus glissante lorsqu'elle s'imbibe d'eau, ces glissements de terrain profonds s'accélèrent lorsque le sol devient humide. Mais au lieu de simplement regarder la pluie qui tombe aujourd'hui, ils devaient comprendre la « mémoire » du sol : à quel point il était humide l'année dernière, l'année précédente, et comment la neige a fondu au printemps.

Pour ce faire, ils ont rassemblé une quantité massive de données. Ils ont examiné plus de 30 ans de registres de mouvement provenant de plus de 500 capteurs (appelés inclinomètres de pente) enfouis profondément dans ces glissements de terrain à travers l'ouest du Canada. Ces capteurs leur indiquaient exactement à quelle vitesse le sol se déplaçait chaque année. Ensuite, ils ont couplé ces données de mouvement avec un modèle de supercalculateur de la météo terrestre appelé ERA-5. Ce modèle agit comme un immense journal mondial de l'humidité du sol, de la fonte des neiges et de la pluie remontant jusqu'en 1950. En comparant le mouvement de l'« éponge » avec son « journal de bord de l'eau », l'équipe a tenté de trouver la recette secrète qui fait accélérer les glissements.

La recette d'une montagne en mouvement

Les chercheurs ont découvert que trois ingrédients principaux dans la recette météorologique étaient les plus importants pour prédire quand les glissements de terrain deviendraient actifs :

1. L'humidité du sol au début de la saison : Plus précisément, la quantité d'eau présente profondément dans le sol (environ 1 à 3 mètres de profondeur) en février.
2. La tendance de l'année précédente : Le sol devenait-il plus humide ou plus sec au cours des 12 derniers mois ?
3. L'impact de l'« eau totale » pendant la saison : C'est le plus important. Il s'agit de la quantité totale d'eau (provenant de la pluie et de la fonte des neiges) qui frappe le sol sur une fenêtre glissante de 90 jours durant la saison des glissements (de mars à octobre).

En utilisant ces trois ingrédients, l'équipe a construit un nouvel outil appelé l'Indice Régional d'Activité de Glissement de Terrain (IRAGT). Voyez cet indice comme un « feu de signalisation » pour le sol, mais au lieu de simplement Rouge, Jaune et Vert, il possède quatre niveaux : Activité Faible, Typique, Haute et Très Haute.

Voici comment cela fonctionne : l'ordinateur prend les données météorologiques et calcule un score appelé le Score Régional d'Activité de Glissement de Terrain (SRASG).

• Si le score est faible (inférieur à 0,95), c'est une Année d'Activité Faible. La plupart des glissements sont en sommeil ou se déplacent très lentement, comme une tortue endormie.
• Si le score est compris entre 0,95 et 1,40, c'est une Année d'Activité Typique. Certains glissements pourraient s'accélérer, mais la plupart effectuent leur danse lente habituelle.
• Si le score est compris entre 1,40 et 1,80, c'est une Année d'Activité Haute. C'est là que le sol devient agité. Le modèle suggère qu'environ 71 % des glissements de terrain de la région commenceront à bouger plus rapidement que d'habitude.
• Si le score est supérieur à 1,80, c'est une Année d'Activité Très Haute. C'est la zone d'« Alerte Rouge ». Le modèle prédit que presque tous les glissements de terrain bougeront beaucoup plus vite que la normale, comme une foule de personnes qui se met soudainement à courir.

Tester la boule de cristal

L'équipe n'a pas seulement inventé ces règles ; elle les a testées par rapport à l'histoire. Elle a examiné des années spécifiques où les glissements de terrain ont causé de réels problèmes, comme les grands événements d'accélération en 2017, 2020 et 2021. Elle a fait tourner son modèle vers le passé (un processus appelé « hindcasting » ou analyse rétrospective) pour voir s'il aurait prédit ces points critiques.

Les résultats sont prometteurs. Par exemple, en 1997 et 1998, le modèle a correctement prédit une année d'« Activité Très Haute » avant que le sol ne commence réellement à bouger rapidement. En 2020, le modèle a averti qu'une énorme partie des glissements de terrain allait s'accélérer, ce qui est exactement ce qui s'est passé. Les auteurs notent que bien que le modèle ne soit pas parfait — il a parfois prédit une année « Haute » qui s'est avérée « Typique » — il rate rarement un événement majeur. Il est bien meilleur pour détecter les risques majeurs que pour les manquer.

Regarder vers l'avenir : Les prévisions pour 2026

L'article conclut en présentant le premier test en conditions réelles de leur nouveau système : une prévision pour la saison des glissements de terrain de 2026. Comme ils ne peuvent pas savoir exactement quelle quantité de pluie tombera dans le futur, ils ont utilisé une astuce statistique. Ils ont lancé des milliers de simulations informatiques (appelées simulations de Monte Carlo) basées sur 75 ans d'historique météorologique pour deviner l'éventail des résultats possibles.

Le résultat est un ensemble de cartes montrant la probabilité que le sol bouge rapidement. En mars 2026, ils ont publié une carte montrant la prédiction du « 95e percentile » — concrètement, le pire scénario qui soit tout de même probable. À mesure que la saison avance et que les données de pluie réelles arrivent, l'incertitude diminue et la prévision devient plus précise. À la fin de la saison, ils sauront exactement quelle a été l'activité de l'année.

Et après ?

Les auteurs sont enthousiastes, mais ils savent que ce n'est que le début. Actuellement, le modèle repose sur des données provenant d'environ 641 points spécifiques. Mais ils prévoient de l'améliorer. Ils ajoutent des données de nouveaux capteurs qui mesurent le mouvement toutes les quelques heures, et ils attendent le lancement d'un nouveau satellite (NISAR) en 2025. Ce satellite sera capable de « voir » le sol bouger depuis l'espace, même dans les endroits où il n'y a pas de capteurs au sol.

L'article souligne que ce n'est pas une baguette magique qui arrêtera les glissements de terrain. Le sol continuera de bouger. Mais en donnant aux propriétaires de pipelines et de routes un meilleur moyen de prédire quand le sol deviendra agité, ils peuvent réparer les choses avant qu'elles ne cassent. Il s'agit de transformer une catastrophe surprise en un travail de maintenance planifié, économisant des millions de dollars et sécurisant les infrastructures. Les auteurs suggèrent qu'avec plus de données et de meilleurs modèles, ils pourraient éventuellement être capables de prédire exactement où un glissement spécifique va s'accélérer, et pas seulement que toute la région devient humide. Pour l'instant, cependant, ce nouveau « bulletin météo pour le sol » est un grand pas en avant pour comprendre les géants lents et sournois sous nos pieds.