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Apr 16, 2023

Les gratte-ciel de New York le font couler

Le 27 septembre 1889, les ouvriers mettent la touche finale au Tower Building.

Le 27 septembre 1889, les ouvriers mettent la touche finale au Tower Building. C'était un bâtiment de 11 étages qui, grâce à sa structure à ossature d'acier, est considéré comme le premier gratte-ciel de New York. Le Tower Building est révolu depuis longtemps - sa place de choix sur Broadway a été prise en 1914 - mais son érection a marqué le début d'une frénésie de construction qui ne s'est toujours pas arrêtée.

Sur les 300 miles carrés (777 km carrés) qui composent la ville de New York se trouvent 762 millions de tonnes (1,68 billion de livres) de béton, de verre et d'acier, selon les estimations des chercheurs de l'United States Geological Survey (USGS). Bien que ce chiffre implique certaines généralisations sur les matériaux de construction, ce tonnage prodigieux n'inclut pas les agencements, les accessoires et les meubles à l'intérieur de ces millions de bâtiments. Il n'inclut pas non plus les infrastructures de transport qui les relient, ni les 8,5 millions de personnes qui les habitent.

Tout ce poids a un effet extraordinaire sur le terrain sur lequel il est construit. Selon une étude publiée en mai, ce sol s'affaisse de 1 à 2 mm (0,04 à 0,08 po) par an, en partie à cause de la pression exercée sur lui par les bâtiments de la ville situés au-dessus. Et cela concerne les experts - ajoutez l'affaissement de la terre à l'élévation du niveau de la mer, et l'élévation relative du niveau de la mer est de 3 à 4 mm (0,12 à 0,16 po) par an. Cela peut sembler peu, mais sur quelques années, cela crée des problèmes importants pour une ville côtière.

New York souffre déjà d'affaissements depuis la fin de la dernière période glaciaire. Soulagées du poids des calottes glaciaires, certaines terres de la côte est s'étendent, tandis que d'autres parties de la masse continentale côtière, y compris la partie sur laquelle se trouve New York, semblent s'installer. "Cette relaxation provoque un affaissement", explique Tom Parsons, géophysicien chercheur au Pacific Coastal and Marine Science Center de l'USGS à Moffett Field, en Californie, et l'un des quatre auteurs de l'étude.

Mais le poids énorme de l'environnement bâti de la ville aggrave cet affaissement, dit Parsons.

Et c'est un phénomène mondial. La ville de New York, dit Parsons, "peut être considérée comme un proxy pour d'autres villes côtières aux États-Unis et dans le monde qui ont une population croissante de personnes migrant vers elles, qui ont une urbanisation associée et qui font face à la montée des mers".

Il existe un large éventail de raisons pour lesquelles les villes côtières s'effondrent, mais la masse d'infrastructures humaines qui écrasent la terre joue un rôle. L'échelle de cette infrastructure est vaste : en 2020, la masse des objets fabriqués par l'homme a dépassé celle de toute la biomasse vivante. (En savoir plus sur la façon dont le béton est devenu le matériau qui définit notre époque.)

Peut-on faire quelque chose pour empêcher ces villes – qui comptent à elles seules des centaines de millions d'habitants – de sombrer dans la mer ?

La capitale indonésienne Jakarta est de plus en plus sujette aux inondations dues aux marées en raison de l'action combinée de l'affaissement et de l'élévation du niveau de la mer (Crédit : Getty Images)

Certaines villes du monde – comme Jakarta, capitale de l'Indonésie – s'enfoncent bien plus vite que d'autres. "Dans certaines villes, nous constatons un affaissement de quelques centimètres par an", explique Steven D'Hondt, professeur d'océanographie à l'Université de Rhode Island à Narragansett. À ce rythme, la ville s'enfonce bien plus vite que le niveau de la mer ne monte pour la rencontrer. "Nous devrions augmenter la fonte des glaces d'un ordre de grandeur pour correspondre à cela."

En plus d'être co-auteur de l'étude de New York, D'Hondt est l'un des trois auteurs d'une étude de 2022 qui a utilisé des images satellites pour mesurer les taux d'affaissement dans 99 villes côtières du monde. "Si l'affaissement se poursuit à un rythme récent, ces villes seront confrontées à de graves inondations beaucoup plus tôt que prévu", ont écrit D'Hondt et ses collègues Pei-Chin Wu et Matt Wei, qui sont tous deux à l'Université de Rhode Island.

L'Asie du Sud-Est figurait en bonne place dans la liste des villes souffrant de l'affaissement le plus rapide. Certaines parties de Jakarta s'affaissent entre 2 et 5 cm (0,8 et 2 pouces) par an. Aux côtés de Jakarta, qui est en train d'être remplacée comme capitale de l'Indonésie par une ville en construction à 1 240 miles (1996 km), se trouvaient Manille (Philippines), Chittagong (Bangladesh), Karachi (Pakistan) et Tianjin (Chine). Ces villes souffrent déjà de dommages aux infrastructures et d'inondations fréquentes.

Pendant ce temps, bien qu'elle ne soit pas sur la côte, Mexico s'enfonce à un rythme étonnant de 50 cm (20 pouces) par an grâce au drainage par les Espagnols de ses aquifères sous-jacents lorsqu'ils l'occupaient en tant que colonie. Des recherches ont suggéré qu'il pourrait s'écouler encore 150 ans avant que le naufrage ne s'arrête - et environ 30 m (98 pieds) d'affaissement supplémentaire.

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Mais ce sont les villes côtières qui sont au centre de l'étude de D'Hondt et ses collègues. Une grande partie de Semarang en Indonésie, par exemple, s'enfonce de 2 à 3 cm (0,8 à 1,2 po) par an, tandis qu'une zone importante au nord de Tampa Bay, en Floride, s'affaisse de 6 mm (0,2 po) par an.

Un certain niveau de cet affaissement se produit naturellement, dit Wei. Cependant, elle peut être grandement accélérée par les humains – non seulement par la charge de nos bâtiments, mais par notre extraction des eaux souterraines et notre production de pétrole et de gaz en profondeur. La contribution relative de chacun de ces phénomènes, dit Wei, "varie d'un endroit à l'autre, ce qui en fait une tâche difficile pour comprendre et traiter l'affaissement côtier".

Au fur et à mesure que l'environnement bâti humain continue de croître, il ajoute une pression sur le sol et le substrat rocheux en dessous, ce qui peut entraîner un affaissement (Crédit : Getty Images)

Mais nous devons nous en occuper. La montée des eaux cause des dégâts bien avant qu'elle ne s'écrase sur les barrières anti-inondations : c'est une marée montante qui fait couler tous les bateaux.

Les premiers effets d'une élévation relative du niveau de la mer, dit D'Hondt, se produisent sous la surface. "Vous avez des lignes de services publics enterrées, des infrastructures enterrées, des fondations enterrées pour les bâtiments, puis l'eau de mer commence à fonctionner avec ces choses bien avant que vous ne les voyiez au-dessus du sol." Au fur et à mesure que cela se poursuit, les tempêtes amènent l'eau toujours plus loin dans les villes.

Les solutions varient selon les causes locales d'affaissement.

Une approche évidente, même si elle comporte ses propres problèmes, consiste à arrêter de construire. Comme l'explique Parsons, le tassement du sol sous les bâtiments "est généralement terminé un an ou deux après la construction". Bien qu'une grande partie de la ville de New York ait un substrat rocheux de schiste, de marbre et de gneiss, ces roches ont un degré d'élasticité et de fractures qui expliquent une partie de l'affaissement. Mais le sol riche en argile et les matériaux de remplissage artificiels qui sont particulièrement répandus dans le bas de Manhattan peuvent provoquer certaines des plus grandes quantités d'affaissement, expliquent Parsons et ses collègues. Ainsi, s'assurer que les plus grands bâtiments sont positionnés sur le substrat rocheux le plus solide pourrait aider à réduire la tendance à la baisse.

Une autre solution, au moins pour certains endroits, consiste à ralentir le prélèvement des eaux souterraines et l'extraction des aquifères souterrains. Parsons et ses collègues avertissent que l'urbanisation croissante augmentera probablement la quantité d'eau souterraine extraite et se combinera avec encore plus de construction pour faire face à la croissance démographique. Trouver des moyens plus durables de répondre aux besoins en eau de la ville et de maintenir les niveaux des eaux souterraines pourrait aider.

Cependant, l'approche la plus courante est un programme désordonné et imparfait de construction et d'entretien de défenses contre les inondations telles que des digues. L'adaptation de Tokyo à l'affaissement du sol comporte deux volets. La ville a construit des structures physiques telles que des digues en béton, des digues, des stations de pompage et des vannes anti-inondation. Celles-ci sont associées à des mesures sociales telles que des répétitions d'évacuation et un système d'alerte précoce.

Parfois, ce sont les résidents eux-mêmes qui interviennent. Une étude de 2021 a documenté comment les résidents de Jakarta, Manille et Ho Chi Minh-Ville ont pris leurs propres mesures informelles. Il s'agit notamment de surélever les planchers, de déplacer les appareils électroménagers et, à Manille, de construire des ponts de fortune entre les maisons dans les zones marécageuses.

Parmi les autres outils utiles, citons les réservoirs d'atténuation : de grands réservoirs souterrains qui libèrent les eaux pluviales à un rythme lent et contrôlé. Martin Lambley, expert en drainage chez l'entreprise de fabrication de tuyaux Wavin, explique que les réservoirs d'atténuation doivent être combinés avec des éléments naturels tels que des étangs, des puits perdus (fosses à gravats d'où l'eau s'écoule lentement) et des baissières (bassins marécageux). "Les défis auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui diffèrent radicalement de ceux de l'époque où les égouts urbains et les systèmes de drainage ont été introduits pour la première fois", dit-il.

Nous pourrions voir des solutions plus innovantes à mesure que les eaux montent. En 2019, l'ONU a organisé une table ronde sur les villes flottantes, qui pourraient prendre la forme de structures de pontons. Enfin, arrêter le changement climatique en éliminant les émissions de gaz à effet de serre empêcherait ou retarderait au moins une partie de la fonte des calottes polaires, ralentissant la montée du niveau de la mer.

"Je pense que les gouvernements doivent s'inquiéter", déclare D'Hondt. "S'ils ne veulent pas subir une perte massive d'infrastructures et de capacité économique dans quelques décennies, ils doivent commencer à planifier dès maintenant."

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