Subsidence (géologie)

La contrainte exercée sur la croûte terrestre n'est pas uniforme et des lignes de faille peuvent s'y créer. Il peut également se développer des failles sous la croûte dans le manteau plus chaud et fluide. Dans toutes ces failles, la portion de la croûte qui descend par rapport à l'autre est dite en subsidence.

Quand la lithosphère subit un étirement, elle s'amincit et de l'asthénosphère chaude remonte du manteau dans l'espace créé. Ceci réchauffe la croûte qui prend alors de l'expansion. Avec le temps, la chaleur se dissipe par radiation et la lithosphère se contracte causant souvent une subsidence du sol.

Ce type de subsidence se produit souvent à proximité ou directement au-dessus d'ouvrages humains tels tunnels, mines ou carrières, non loin de forages/pompage d'eau, forage gazier, forage pétrolier ou encore sur les sols où la dissolution par la pluie ou des pluies acides ou le ruissellement souterrain, comme dans les karsts est importante et crée des cavités souterraines[2]. La fonte du pergélisol peut aussi induire de telles cavités.
Le plafond de ces espaces vides peut s'effondrer brutalement ou la cavité peut lentement s'effacer, causant une subsidence de la surface. Ce genre de subsidence peut créer des creux ou de véritables trous atteignant parfois des centaines de mètres et pouvant créer un micro-climat local.

Marqueur indiquant la subsidence du sol dans la vallée de San Joaquin

Aux États-Unis, la cause principale de subsidence dans les paysages est le pompage de l'eau des nappes ce qui réduit la porosité de roches. La subsidence a ainsi atteint 8,5 mètres dans la vallée de San Joaquin en Californie, principalement à cause de l'exploitation ancienne des aquifères souterrains[3].

Une étude publiée en mars 2021 dans la revue Science recense plus de 200 régions menacées par l'affaissement des sols dans 34 pays, et estime que ce phénomène affectera 635 millions de personnes d'ici à 2040, soit 19 % de la population mondiale. En Indonésie, l'affaissement côtier de Jakarta est si alarmant que les autorités du pays ont décidé de déplacer leur capitale sur l'île de Bornéo ; ce déménagement commencera en 2024 et coûtera 29 milliards d'euros[4].

L'extraction de gaz naturel provenant de poches souterraines sous haute pression (jusqu'à 60 000 kPa) entraîne un débalancement entre le poids du sol au-dessus de la nappe et le sous-sol. Ceci peut conduire à l'effondrement ou subsidence des sols. Par exemple, l'exploitation des champs gaziers des Pays-Bas, région de Slochteren, a débuté à la fin des années 1960 et a conduit à une subsidence de la surface de 30 cm jusqu'à présent. D'autres types d'extractions peuvent conduire au même effet : mine de sel, extraction de pétrole ou d'eau de la nappe phréatique.

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