INRAE expert sur la conception du plus grand piège à laves torrentielles d'Amérique du Nord

Certaines régions montagneuses du Canada sont caractérisées par une géologie instable, les rendant particulièrement vulnérables aux laves torrentielles. Ces coulées boueuses et rocailleuses se produisent dans le lit de certains torrents. En 2010, l’effondrement du Mont Meager, en Colombie-Britannique, a par exemple emporté environ 48 millions de m³ de matériaux et parcouru une distance de 12,7 kilomètres, détruisant tout sur son passage.
La ville de Squamish possède une situation géologique et topographique similaire. Située à 1 heure de Vancouver, cette région très dynamique dispose de beaucoup d’espaces et aspire à se développer. Sa situation à haut risque freine cependant ce développement, périlleux sans une évaluation du risque et la mise en place de solutions adaptées si nécessaire. C’est dans ce contexte que l’équipe Érosion Torrentielle, Neige et avalanches (ETNA) du centre INRAE Auvergne-Rhône-Alpes Lyon a été sollicitée, en sa qualité d’experte de la gestion des laves torrentielles, pour délivrer une expertise vis-à-vis de la conception d’ouvrages de protection.

Une situation à haut risque

Certains quartiers de la ville de Squamish se situent sur le cône de déjection de la rivière Cheekye. Un cône de déjection est une formation géologique constituée des dépôts de sédimentation et des matériaux provenant de coulées de débris et d'inondations. Ce genre de formation est régulièrement soumise à d’importantes inondations, coulées de débris et laves torrentielles suite à des pluies diluviennes ou à des effondrements.

« Les montagnes qui forment la ligne de crête du bassin de la Cheekye River sont d’anciens volcans dont la dernière phase active date de la dernière ère glaciaire. La géologie volcanique est de mauvaise qualité, assez instable, et pour aggraver la situation les glaciers qui servaient autrefois de support à ces formations rocheuses ont disparu, explique Guillaume Piton, chercheur au centre INRAE Auvergne-Rhône-Alpes Lyon. Cette configuration peut donner naissance à des effondrements généralisés de versant qui se fluidifient et se transforment en laves torrentielles, des coulées de débris très destructrices. Les géologues Canadiens ont démontré que trois évènements de ce type, dont le volume gigantesque dépassait un million de m³, ont eu lieu durant les 12 000 dernières années ».

Un risque jugé trop élevé, des solutions pour le maîtriser

La ville de Squamish peut-elle alors se développer sur cette zone à risque ? Que faire pour améliorer la sécurité des résidents et réduire les risques de futurs développements à un niveau acceptable ? Pour répondre à ces questions, la province de la Colombie-Britannique, la nation Squamish et le district de Squamish ont nommé un comité d'experts indépendant chargé de l'examen de la rivière Cheekye et du cône de déjection, afin de donner son avis sur d'éventuels glissements de terrain, coulées de débris et inondations.

« Ce comité a expertisé les analyses et cartographies des risques réalisées par des chercheurs et ingénieurs en utilisant une grande variété de méthodes pour reconstruire l’activité torrentielle, détaille Guillaume Piton. Ils ont étudié la structure du cône de déjection, ont reconstitué grâce à leurs analyses les événements s’étant produits dans le passé ». 
Au terme de cette analyse le verdict est tombé : le risque est jugé inacceptable en l’état actuel des choses. Un bureau d’étude est alors missionné afin de proposer des solutions pour protéger le site. Parmi les solutions : l’expropriation et la démolition des résidences à risque, la création d’un canal pour contenir les écoulements, des solutions d’alerte et d’évacuation, en tout plus de quinze stratégies sont envisagées.
« Finalement, c’est la solution d’un barrage filtrant de rétention qui a été retenue, le site y étant propice. C’est là qu’Irstea intervient : le bureau d’études à fait appel à notre expertise comme conseillers techniques pour la conception de cet ouvrage de protection ».

INRAE, expert en conception d’ouvrages de protection

Cette solution est peu habituelle au Canada, où l’urbanisation autour des rivières est en général faible, permettant la réalisation d’endiguements. L’Europe en revanche, plus densément peuplée, bénéficie d’une grande expérience dans le domaine des barrages de rétention sédimentaire. INRAE est un fier représentant de cette expérience, et se situe à la pointe des connaissances sur la conception d’ouvrages. L’institut intervient régulièrement en tant que conseiller technique, comme dans le massif de Belledonne, où un barrage de sédimentation a été conçu au cœur d’un village situé sur un cône de déjection. En collaboration avec le bureau d’études responsable du projet, Irstea a conçu un ouvrage innovant, intégrant des problématiques centrales comme la continuité écologique ou la gestion des embâcles formés par les arbres transportés durant les crues.

C’est sur cet ensemble de compétences que s’appuie l’équipe pour le projet au Canada. « L’ouvrage sur la rivière Cheekye sera le plus grand piège à laves torrentielles d’Amérique du Nord, s’enthousiasme Guillaume Piton. C’est une magnifique opportunité d’appliquer les méthodes de pointe que nous maîtrisons. Pour ce projet, nous nous sommes positionnées sur les choix clés de la conception de l’ouvrage : forme et typologie de l’ouvrage, précautions vis-à-vis de la continuité écologique pour les écoulements normaux et de la sûreté de fonctionnement pour les évènements extrêmes ». Cet ouvrage innovant et peu commun pourra servir de référence dans le futur.

Claudio Carvajal, expert de la sécurité des barrages

Pour aller plus loin

• Consulter la page de la Ville de Squamish sur le cône de déjection de la Cheekye River (étude de risque, analyse multicritère des stratégies de protection, rapport du groupe d’expert indépendant)
• En savoir plus sur les barrages dans les torrents : article de synthèse de l’encyclopédie de l’environnement