Le projet TOPO-Extreme sur la "Dynamique des paysages à courte échelle de temps et signature topographique des évènements climatiques et tectoniques extrêmes" a été retenu par l'ANR (projet de recherche collaborative / ANR PRC) pour un financement à hauteur de 500 K€ sur 4 ans (2019-2022). Le projet est coporté par Geosciences Montpellier (PI Rodolphe Cattin), le Cerege (co-PI Vincent Godard) et Géosciences Rennes (co-PI Philippe Steer). A Rennes, Dimitri Lague, Philippe Davy, Laurent Longuevergne et Maxime Mouyen sont également associés.
Que savons-nous des effets des évènements climatiques et tectoniques extrêmes sur les paysages ?
Il est maintenant bien établi que les événements extrêmes comme les tempêtes, les inondations, les glissements de terrain ou les tremblements de terre ont un effet significatif sur la formation des paysages. Cependant, l'impact réel, à long terme, de ces événements de basse fréquence reste mal caractérisé : les études qui évaluent les événements météorologiques ou sismiques extrêmes à partir de la topographie demeurent donc rares.
Une première approche pour étudier le couplage entre le climat et les processus tectoniques dans l'évolution du paysage consiste à se concentrer sur les échelles de temps géologiques relativement longs (de 1 à 100 millions d’années). Une deuxième approche consiste à travailler à l'échelle temporelle de ces événements catastrophiques en étudiant, par exemple, les déformations lors des séismes ou les dépôts liés aux inondations. Ces deux approchent posent un problème évident de changements d’échelles.
D'autres approches – et c’est l’ambition de TOPO-Extreme - ont donc été mises au point pour étudier l'effet topographique des événements extrêmes, considérés dès lors comme des phases intenses et transitoires de la dynamique du paysage, qui se surimpriment au signal d’évolution à long terme du paysage.
Objectifs et hypothèses de recherche de TOPO-Extreme
L'analyse de l'évolution à court terme des paysages peut donc fournir des informations clés sur la variabilité naturelle de la fréquence et de l'ampleur des événements extrêmes au cours des derniers millénaires. Cette approche est complexe car elle nécessite de déchiffrer la signature des processus climatiques et tectoniques à partir de l'étude détaillée des caractéristiques actuelles des paysages tels que les terrasses fluviales, les cônes alluviaux, les chutes d’eau dans les rivières ou les glissements de terrains. Et cela, tout en prenant en compte leur nature stochastique, ainsi que leur interaction et rétroaction.
Pour ce faire, il faut explorer de nombreuses questions fondamentales mais non résolues dans le domaine des sciences de la Terre :
- Quel est l’impact et la signature géomorphologique des évènements extrêmes ?
- Le relief des montagnes reflète il plus les évènements météorologiques ou sismiques rares et intenses (les événements extrêmes) ou les évènements fréquents mais peu intenses ?
- Quelle est l'échelle de temps sur laquelle les changements brusques dus à des événements extrêmes perdurent ?
Une approche novatrice et ambitieuse : un nouveau pas dans la modélisation du paysage
Pour répondre à ces questions, le projet TOPO-Extreme regroupe un consortium composé de spécialistes en modélisation numériques, en mesures géophysiques in situ et en datations géochronologiques. Le projet aura deux terrains d’étude principaux : le Bhoutan, qui présente des failles avec une fort gradient de glissement sismique, et les Cévennes, soumises notamment aux épisodes de précipitations et de crues Cévenoles.
Les marqueurs morphologiques comme les terrasses fluviatiles seront datés par des méthodes géochronologiques, incluant les datations par isotopes cosmogéniques. En outre, ce projet permettra également le déploiement de méthodes géophysiques innovantes telles que la chaîne de traitement InSAR, l'imagerie des structures peu profondes et le Lidar aéroporté Topo-Bathymétrique Nantes-Rennes. Le modèle morphodynamique Eros sera quant à lui utilisé pour estimer l’impact topographique des séismes et des épisodes de précipitations intenses. Par rapport à la modélisation proposée jusqu’à maintenant, l’originalité sera de prendre en compte la nature stochastique des inondations et des séismes ainsi que la déformation associée à toutes les périodes du cycle sismique.
La méthodologie proposée est utile pour les régions concernées par le projet, mais offrira une grille de lecture des paysages applicable à d’autres reliefs soumis aux séismes et à des épisodes de précipitations intenses.
>>> En savoir plus sur l'ANR TOPO-Extreme
Lieu dit du Pont du Diable dans l'Hérault
