Subsidence (géologie)

Route endommagée par un affaissement de subsidence, près de Castleton, Derbyshire.

La subsidence est un lent affaissement de la surface de la croûte terrestre. Elle offre ainsi un espace pour le dépôt progressif et la préservation de sédiments sur de grandes épaisseurs (par exemple le bassin parisien). Elle peut être d'origine tectonique (par exemple dans les rifts) ou thermique (réajustement isostatique d'une lithosphère qui se refroidit, donc devient plus dense).

Ce processus peut être mesuré par le taux de subsidence : subsidence faible de l'ordre de 10 m/Ma (c'est-à-dire 0,01 mm/an), moyenne de 100 m/Ma (0,1 mm/an), élevée de 1 km/Ma (0,1 cm/an)[1].

Subsidence par faille

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.

Subsidence par contraction de la lithosphère

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.

Subsidence par effondrement

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.

Subsidence due à l'exploitation des eaux souterraines

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].

Subsidence par extraction de gaz naturel

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.

Notes et références

  • Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « subsidence » (voir la liste des auteurs).
  1. (en) A.B. Watts & W.B.F. Ryan, « Flexure of the lithosphere and continental margin basins », Tectonophysics, vol. 36, no 1-3,‎ , p. 25–44 (DOI 10.1016/0040-1951(76)90004-4).
  2. Daupley, X., Fabriol, R., Contrucci, I., Bernardie, S., Cao, N. T., Lebert, F., ... & Bazargan, B. (2010). Suivi expérimental multi-paramètres de l'effondrement d'une cavité saline: site de Cerville-Buissoncourt---Multi parameter monitoring of a salt cavern collapse (Cerville-Buissoncourt site, France). JNGG 2010. Journées Nationales de géotechnique et de géologie de l'ingénieur. Infrastructures, tome 1, 411-418.
  3. Site du USGS

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie