Tôt le matin du 13 décembre, 1941, les citoyens de Huaraz, Pérou, entendu un écho terrifiant de grondement à travers la vallée. Dans quelques minutes, un torrent d'eau, la glace et les rochers s'étaient déversés sur la ville, en détruisant un tiers et en tuant au moins 2, 000 personnes.

Le barrage naturel de roches et de sédiments meubles qui avait retenu le lac Palcacocha avait échoué. Quatre-vingts ans plus tard, son effondrement reste l'une des catastrophes naturelles les plus tragiques du Pérou.

Ce type d'événement catastrophique est connu sous le nom d'« inondation de lac glaciaire ». Lacs glaciaires, tels que ceux trouvés dans toute la Cordillera Blanca dans la chaîne de montagnes andine, sont souvent endigués par des moraines glaciaires qui peuvent atteindre des hauteurs de plus de 100 mètres. Ils sont impressionnants, mais ils sont souvent instables.

Fortes pluies et rochers, les avalanches de neige ou de glace peuvent faire monter le niveau de l'eau dans les lacs glaciaires endigués par des moraines, générer des vagues qui débordent le barrage morainique ou provoquent son effondrement, libérant d'énormes quantités d'eau. Ces catastrophes naturelles ne devraient devenir plus fréquentes qu'au Pérou et dans le monde, alors que le réchauffement climatique fait fondre les glaciers à un rythme sans précédent dans l'histoire.

Prévoir les inondations futures

Cette sombre histoire a stimulé la recherche internationale sur la stabilité des moraines endiguant les lacs glaciaires du Pérou. La Cordillera Blanca au nord du Pérou contient la plus forte concentration de glaciers tropicaux au monde. Prédire quand ces inondations éclatées se produiront - et à quel point elles seront destructrices - est une préoccupation énorme pour les plus de 320, 000 personnes qui vivent en aval.

Les modèles d'ingénierie géologique utilisent des variables telles que la taille et le volume du lac, la taille, largeur et pente du barrage morainique, et les dimensions du canal et de la vallée pour estimer la stabilité du barrage morainique et le risque d'inondation. Malheureusement, ces modèles ne contiennent pas beaucoup d'informations sur la composition du barrage morainique, qui peut varier considérablement selon sa localisation et son mode de formation.

Ma recherche, dans le cadre d'une collaboration entre l'Université McMaster et l'Institut national de recherche sur les glaciers et les écosystèmes de montagne du Pérou (INAIGEM), se concentre sur l'établissement de l'origine de ces barrages morainiques et des caractéristiques physiques des barrages et des lacs qu'ils retiennent. Ces caractéristiques peuvent avoir une influence considérable sur la stabilité du barrage et son potentiel de rupture.

Utilisation d'UAV pour comprendre la structure des barrages morainiques

Les glaciers créent des moraines en transportant, déposer et pousser des rochers, des sables et des limons et argiles à grain fin le long du fond de la vallée et des parois de la vallée adjacentes, formant souvent une barrière. Mais une moraine peut être beaucoup plus stable qu'une autre, selon les matériaux qu'il contient et comment il est formé.

L'eau peut s'infiltrer par les points faibles des couches empilées de la moraine, emportant des sédiments avec, ou des roches détachées peuvent tomber après une perturbation telle qu'un tremblement de terre. Ces points faibles rendent plus probable un effondrement complet du barrage morainique. La localisation de ces points faibles est une étape importante dans la prévision de la stabilité des barrages lacustres et peut permettre aux géoscientifiques et aux ingénieurs de concevoir des stratégies d'assainissement plus efficaces.

Mes collègues et moi analysons l'architecture des grandes moraines latérales, qui se forment le long des flancs des glaciers, dans le sud de l'Islande à l'aide de véhicules aériens sans équipage (UAV ou drones) pour collecter des images haute résolution. Nous utilisons ces images pour identifier et classer les zones de sédiments à grains grossiers et fins qui peuvent former des zones de fuite d'eau et d'élimination des sédiments et provoquer la rupture du barrage. Nous avons prévu des relevés UAV similaires à haute résolution des barrages morainiques dans la Cordillère Blanche pour le début de 2022.

La recherche améliorera la fiabilité des modèles prédictifs pour identifier les risques potentiels d'inondation des lacs glaciaires. Il identifiera également les zones où des travaux d'assainissement sont effectués, comme la construction de canaux de sortie supplémentaires ou de barrières blindées, est le plus nécessaire pour renforcer la moraine.

Cela sera particulièrement important car les glaciers fondent plus rapidement, le volume d'eau retenu par ces barrages morainiques naturels construits, et le pouvoir destructeur des inondations continue également d'augmenter. Une étude récente menée par des chercheurs de l'Université de Calgary a montré que le volume d'eau dans les lacs glaciaires a augmenté de 50 pour cent dans le monde depuis 1990.

Depuis le début du XIXe siècle, on estime que 165 inondations causées par des barrages morainiques se sont produites dans des lacs glaciaires. En outre, environ 12, 000 décès dans le monde peuvent être attribués directement aux inondations glaciaires.

Nos recherches au Pérou fourniront de nouvelles informations sur la stabilité des barrages morainiques qui peuvent être appliquées à d'autres régions, comme la Bolivie, l'Himalaya et les Rocheuses canadiennes, qui connaissent également un risque accru d'inondations causées par les lacs glaciaires alors que le réchauffement climatique continue de faire fondre les glaciers.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.