À l'été 2021, les voyageurs du Glenwood Canyon, dans le Colorado, ont été évacués en toute sécurité avant que d'énormes monticules de boue et de roches n'enterrent les autoroutes et ne détruisent les ponts, grâce à un système d'avertissement de coulées de débris développé en partie par l'US Geological Survey. Le système a alerté les responsables du ministère des Transports du Colorado en cas de pluies intenses, offrant ainsi un délai crucial pour les évacuations.
Le système d'alerte a été mis en place après que l'incendie de Grizzly Creek en 2020 ait ravagé le canyon, consumant plus de 32 000 acres de forêt, laissant derrière lui un paysage propice aux coulées de débris destructrices. Lorsque la pluie tombe sur ces zones ravagées par le feu, les précipitations peuvent rapidement se transformer en boues, roches et débris se déplaçant rapidement, posant une menace sérieuse aux personnes, aux biens et au couloir vital de l'Interstate 70 qui traverse le cœur du canyon.
Face à cette menace imminente, une équipe de scientifiques de l’USGS s’est lancée dans une mission visant à prédire les coulées de débris après un incendie. En combinant technologie de pointe, recherche innovante et partenariats collaboratifs, ces experts transforment les cendres de la dévastation en un système d'alerte précoce et de protection.
Surveillance de la zone brûlée
Après l’incendie, les scientifiques ont installé un réseau de pluviomètres et de capteurs d’humidité du sol dans toute la zone accidentée brûlée. Ces instruments fournissent des données en temps réel sur l'intensité et la durée des précipitations, qui sont des facteurs critiques pour déterminer la probabilité d'une coulée de débris.
"Plus nous comprenons les facteurs qui contribuent aux coulées de débris, mieux nous sommes équipés pour prédire leurs impacts", a déclaré Francis Rengers, géologue de l'USGS et auteur principal de l'étude. "Notre objectif est de fournir aux responsables des situations d'urgence et aux autorités locales les outils dont ils ont besoin pour assurer la sécurité du public."
Les scientifiques utilisent des modèles pour estimer les quantités de précipitations susceptibles de déclencher des coulées de débris sur la base d'informations spécifiques au site telles que l'intensité et la durée des précipitations, la gravité des brûlures et les propriétés du sol. Après les tempêtes, la surveillance des précipitations aide les scientifiques à affiner les seuils de précipitations et à tester la précision de leurs modèles de prévision des événements futurs. Ce processus de surveillance et de test continu garantit que les systèmes d'alerte précoce sont aussi précis et fiables que possible, donnant aux intervenants d'urgence et au public la meilleure chance de rester en sécurité lors d'éventuels événements de coulées de débris.
Collaborer pour améliorer l'alerte précoce
Le Service météorologique national a ajusté ces seuils de précipitations en utilisant sa connaissance locale des tempêtes et les a comparés aux précipitations prévues pour développer des alertes précoces. Tirant parti de leur expertise en matière de prévision et de modélisation météorologiques, les météorologues du NWS ont travaillé en étroite collaboration avec les scientifiques de l'USGS pour développer un système d'alerte de coulées de débris de pointe. En combinant les données pluviométriques des jauges USGS avec des modèles météorologiques sophistiqués, le système peut émettre des alertes aux communautés et aux autorités routières sur le chemin de coulées de débris potentielles.
"La collaboration entre l'USGS, le CDOT et le National Weather Service a joué un rôle déterminant dans l'amélioration de notre capacité à prévoir et à fournir des alertes concernant ces dangereux risques d'incendie de forêt", a déclaré Erin Walter, hydrologue du service NWS. "En mettant en commun nos ressources et notre expertise, nous sommes en mesure de fournir un niveau de connaissance de la situation et d'alerte précoce qu'il serait impossible à une seule agence d'atteindre seule."
Un autre aspect clé des recherches de l'équipe implique l'utilisation d'une technologie de cartographie laser haute résolution, connue sous le nom de lidar, pour créer des cartes 3D détaillées du terrain du canyon. En comparant les cartes topographiques lidar d'avant et d'après l'incendie, les scientifiques peuvent identifier l'endroit où les coulées de débris ont commencé et calculer le volume total de matériaux ramassés et déposés par les coulées.
Ces outils scientifiques permettent aux chercheurs de tester leur modèle actuel pour estimer les volumes de coulées de débris, ce qui est essentiel à la planification. Bien que le modèle ait surestimé les volumes observés, l'équipe a rassemblé suffisamment de données pour recalibrer le modèle afin d'obtenir une meilleure précision à l'avenir.
Le système d'avertissement de coulées de débris a été mis en œuvre lorsque des scientifiques se sont associés au ministère des Transports du Colorado. Le CDOT est chargé de mettre en œuvre des mesures pour protéger les infrastructures critiques de Glenwood Canyon.
"Notre priorité absolue est d'assurer la sécurité du public voyageur et des communautés environnantes", a déclaré Keith Stefanik, ingénieur en chef du CDOT. « Nous pouvons y parvenir en garantissant la résilience de nos infrastructures. En travaillant main dans la main avec l'USGS et le NWS, nous avons pu adopter une approche proactive pour atténuer les impacts des coulées de débris. des systèmes d'alerte aux barrières physiques, nous nous engageons dans nos efforts pour protéger le canyon et les communautés qui en dépendent. "
Au cours de l'été 2021, environ 6 mois après que l'incendie de Grizzly Creek ait été maîtrisé, une série d'intenses tempêtes de mousson ont frappé le paysage ravagé par les brûlures. Les pluies ont déclenché d’énormes coulées de débris qui ont enterré les autoroutes, détruit les ponts et étouffé le puissant fleuve Colorado avec des tonnes de sédiments. L'impact économique a été stupéfiant, les perturbations des transports coûtant à elles seules environ 1 million de dollars par heure.
Le système d'avertissement de coulées de débris a alerté avec succès les responsables du CDOT de plusieurs épisodes de pluie intenses, permettant ainsi aux voyageurs d'évacuer et d'éviter tout dommage. Bien que des coulées de débris se soient produites, les approches de fermeture de route utilisées par le CDOT ont contribué à minimiser le danger pour les voyageurs.
Dans les années à venir, les leçons apprises à Glenwood Canyon se répercuteront dans tout l’Ouest, éclairant et inspirant de nouveaux partenariats, de nouvelles innovations et de nouvelles stratégies pour vivre avec la menace des coulées de débris post-incendies de forêt. En travaillant ensemble, l'USGS, le NWS et le CDOT protègent non seulement des vies et des moyens de subsistance à court terme, mais jettent également les bases d'un avenir plus résilient face au changement climatique.
Fourni par l'United States Geological Survey
