Geotechnical Assessment of Slope Instability Triggered by Solid Waste Dumping in Engineered Landfills and Informal Waste Dumps

Imaginez un versant de colline non pas comme une formation naturelle de roche et de terre, mais comme un immense tas de déchets anthropique. Pour l'observateur occasionnel, une décharge est une nuisance environnementale ou un risque pour la santé publique, un endroit où les déchets pourrissent. Mais pour un ingénieur géotechnique, il s'agit d'une structure physique dotée d'une pente, d'une fondation et d'une manière spécifique de céder, tout comme une colline naturelle ou un barrage artificiel. Le matériau qui compose cette structure est le déchet ménager solide, un mélange chaotique de matières organiques, de plastiques et de débris qui change de résistance et de poids au fil de sa décomposition. Contrairement au sol situé en dessous, ces déchets ne se comportent pas de manière prévisible ; ils peuvent emprisonner l'eau, générer des gaz et s'affaiblir en se tassant. Lorsque ce matériau est empilé trop haut, trop abruptement ou sans un drainage adéquat, les forces qui le maintiennent ensemble peuvent être submergées, entraînant un glissement de terrain catastrophique. Comprendre pourquoi ces tas s'effondrent n'est pas seulement une question de nettoyage de saletés ; c'est une question de prévention des pertes de vies humaines et de biens dans les villes en pleine croissance rapide où la gestion formelle des déchets ne parvient souvent pas à suivre la croissance démographique.

Une équipe de chercheurs de l'Université d'ingénierie et de technologie de Taxila s'est donné pour mission de comprendre exactement comment et pourquoi ces amas de déchets s'effondrent. Ils ont abordé le problème en considérant les déchets solides non pas comme un problème d'assainissement, mais comme une question géotechnique — une question de savoir comment un type spécifique de matériau résiste à son propre poids et à la pression de l'eau. Les chercheurs ont mené une revue systématique, rassemblant et analysant des cas documentés de ruptures de pentes à travers le monde. Ils ont examiné cinq catastrophes majeures : la décharge de Doña Juana en Colombie, la décharge de Payatas aux Philippines, le dépôt de déchets de construction de Shenzhen en Chine, la décharge de Meethotamulla au Sri Lanka et la décharge de Koshe en Éthiopie. Ces sites allaient de installations formellement conçues avec des revêtements et des systèmes de drainage à des décharges informelles et incontrôlées, où les déchets étaient simplement empilés sur le sol sans aucune supervision technique. En comparant ces événements, l'équipe cherchait à identifier les déclencheurs communs qui transforment un tas de déchets stable en un glissement de terrain mortel.

L'enquête a révélé un schéma clair et constant à travers les cinq cas. Dans chaque instance, l'eau était le principal coupable. Qu'il s'agisse de la pluie s'infiltrant dans un amas non géré, du lixiviat — le liquide qui s'écoule de la décomposition des déchets — piégé à l'intérieur d'une décharge, ou d'une remontée de la nappe phréatique, l'accumulation de fluides était le facteur clé qui a déstabilisé les pentes. L'eau réduit la friction entre les particules et augmente la pression interne au sein du tas, transformant efficacement une masse solide en quelque chose qui peut couler. Dans le cas de la catastrophe de Shenzhen en 2015, qui impliquait 2,73 millions de mètres cubes de déchets de construction, la rupture a été déclenchée par une combinaison d'un remplissage rapide et d'une remontée de la nappe phréatique que le sol sous-jacent ne pouvait supporter. De même, à la décharge de Meethotamulla au Sri Lanka, trois jours de fortes pluies ont immédiatement précédé l'effondrement d'un tas de détritus de 91 mètres de haut. Même dans la tragédie de Koshe en Éthiopie, où des bulldozers travaillaient sur la décharge, les chercheurs ont noté que des décennies de déchargement non géré avaient probablement laissé la masse de déchets saturée et faible, la rendant vulnérable au poids ajouté des équipements de construction.

L'étude a également mis en évidence une différence marquée entre les décharges aménagées et les décharges informelles, bien que l'issue puisse être tout aussi mortelle dans les deux cas. Les sites aménagés, comme celui de Shenzhen, échouent souvent en raison de défauts techniques spécifiques, tels qu'une interface faible entre les déchets et le revêtement plastique au fond, ou une condition de la nappe phréatique qui n'a pas été pleinement prise en compte dans la conception. Ce sont des problèmes techniques avec des solutions techniques, telles qu'une meilleure analyse des matériaux ou des hypothèses plus conservatrices concernant les niveaux d'eau. Les décharges informelles, cependant, ne possèdent aucun design formel. Elles grandissent plus haut et plus abruptement que les limites de sécurité ne le permettraient, souvent sans aucun système de drainage ou de vérification des fondations. Les chercheurs ont constaté que ces sites non réglementés accueillent fréquemment des communautés vivant directement sur ou à côté des pentes instables, une situation dictée par la pauvreté et le manque d'options de logement. La catastrophe de Payatas aux Philippines, qui a tué plus de 300 personnes, et l'effondrement de Koshe, qui a coûté la vie à plus de 100 personnes, se sont tous deux produits sur de tels sites informels. Les chercheurs ont noté que si les défaillances des sites aménagés sont bien documentées dans la littérature scientifique, les catastrophes informelles, malgré le fait qu'elles causent beaucoup plus de décès, manquent souvent d'investigations techniques rigoureuses. Par exemple, près d'une décennie après l'effondrement de Koshe, il n'existe toujours aucune contre-analyse géotechnique publiée de l'événement, laissant un vide important dans notre compréhension de la manière dont ces types spécifiques de défaillances se produisent.

Une conclusion critique de l'article est que les marges de sécurité pour ces pentes de déchets sont souvent dangereusement minces. Les chercheurs ont examiné des études basées sur la fiabilité qui appliquaient des codes d'ingénierie standards, initialement conçus pour le sol naturel, à ces masses de déchets. Ils ont constaté que les facteurs de sécurité calculés pour beaucoup de ces pentes ayant échoué étaient proches du point de rupture avant même que la catastrophe ne survienne. Cela suggère que les normes de conception actuelles, qui supposent qu'un matériau se comporte comme du sol, sous-estiment systématiquement le risque posé par les déchets. Les déchets ménagers solides sont bien plus variables et dépendants du temps que le sol ; ils changent au fur et et à mesure de leur décomposition, et leur résistance peut chuter considérablement lorsqu'ils deviennent humides. Se fier à des codes destinés aux structures de terre naturelles peut donner un faux sentiment de sécurité, amenant les ingénieurs et les responsables à croire qu'une pente est stable alors qu'elle est sur le point de s'effondrer.

L'article conclut que la prévention des futures catastrophes ne nécessite pas l'invention d'une nouvelle science, mais plutôt l'application des principes géotechniques existants avec plus de rigueur et d'urgence. Les solutions sont simples : gérer l'eau par un drainage approprié et une collecte du lixiviat, contrôler la hauteur et la pente des tas, et surveiller les sites en continu pour détecter tout signe de mouvement. Les chercheurs soutiennent que les décharges de déchets devraient être traitées comme des structures géotechniques soumises aux mêmes examens de stabilité que tout autre ouvrage de terre, qu'elles soient formellement réglementées ou informelles. Ce changement de perspective est crucial, particulièrement dans les régions en développement où le déchargement informel est courant. L'étude souligne que l'écart de sécurité ne provient pas principalement d'un manque de connaissances, mais d'un manque de mise en œuvre. Les outils pour prévenir ces tragédies — systèmes de drainage, limites de pente et équipement de surveillance — existent déjà. Ce qui manque, c'est la volonté institutionnelle et les ressources pour les appliquer, particulièrement sur les sites informels où le coût humain de la défaillance a été le plus élevé. En reconnaissant la décharge comme une structure physique soumise aux lois de la physique, et non simplement comme un tas de déchets, les communautés peuvent prendre les mesures nécessaires pour s'assurer que ces pentes restent stables et ne deviennent pas la prochaine source d'une catastrophe évitable.