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Topographie et évènements extrêmes

Il est maintenant bien établi que les événements extrêmes tels que les tempêtes, les inondations, les glissements de terrain ou les tremblements de terre ont un effet significatif sur la mise en place des paysages. Les terrasses fluviales, les cônes alluviaux et d’autres marqueurs morphologiques sont ainsi couramment utilisés pour quantifier la réponse du paysage aux changements du climat ou de la tectonique sur de grandes échelles de temps (> 10.000 ans). Cependant, ces marqueurs sont rarement utilisés pour évaluer la fréquence et l’amplitude des événements extrêmes car leur formation et leur évolution en réponse à des sollicitations internes ou externes restent peu étudiées. Sommets enneigés du Bhoutan montrant l’importance des interactions entre processus climatiques et tectoniques dans la mise en place des chaînes de montagne

Le projet ANR Topo-Extreme* dans lequel Géosciences Montpellier est impliqué, propose de développer une nouvelle approche basée sur une étude pluridisciplinaire de l’évolution des paysages à petite échelle de temps (de 0,1 à 10000 ans). Cette approche est complexe et nécessite de déchiffrer la signature des processus climatiques et tectoniques tout d’abord à partir de l’étude détaillée des caractéristiques du paysage actuel et, ensuite, en considérant leur nature stochastique ainsi que leur couplage et leur rétroaction. Cela requière d’explorer de nombreuses questions fondamentales mais non encore résolues : Quelle est la signature de l’amplitude et de la fréquence des perturbations climatiques et tectoniques dans l’équilibre de la topographie ? Quelle est l’échelle de temps sur laquelle les changements brusques dus aux événements extrêmes restent visibles ? L’état stationnaire est-il un concept purement théorique ou s’applique-t-il aux paysages naturels soumis à des événements extrêmes ?

Ces questions seront abordées au moyen d’une approche intégrée combinant des observations sur le terrain, la télédétection et le développement de modèles expérimentaux et numériques :
- les études de terrains seront menées dans deux contextes différents pour mieux déchiffrer la signature du forçage climatique et tectonique : dans les Cévennes, qui se caractérisent par une absence de tectonique récente et par des crues soudaines pluriannuelles et le long du front himalayen du Bhoutan, touché par des tremblements de terre et par d’intenses inondations et glissements de terrain.
- des informations tridimensionnelles sur la morphologie de surface seront obtenues en combinant des données topographiques à très haute résolution. La géométrie de la partie superficielle des failles sismogènes sera imagé à partir de mesures géophysiques variées et de méthodes d’inversion innovantes.
- la dynamique du paysage affectée par des événements extrêmes sera caractérisée via des mesures géodésiques et des estimations des taux de dénudation et d’incision, sur une gamme d’échelles de temps allant des inondations annuelles à plusieurs cycles sismiques. Les scientifiques se concentreront sur l’interaction entre les phénomènes extrêmes climatiques et tectoniques et leur impact sur la morphologie en comparant les contextes contrastés du Bhoutan et des Cévennes.
- toutes les données existantes, y compris celles acquises dans le cadre de ce projet, seront examinées à la lumière de modèles expérimentaux et numériques originaux. Au-delà de cette approche clé, la comparaison entre les deux types de modèles et l’utilisation d’une procédure d’emboitement sera une démarche originale permettant d’intégrer plusieurs échelles spatiales et temporelles. Modèle analogique 3D montrant de nombreux marqueurs géomorphologique qui se sont développés au travers d’un chevauchement actif

Par rapport aux études précédentes qui considèrent généralement le forçage climatique et tectonique séparément, l’approche proposée représente une nouvelle étape dans la compréhension de l’évolution des paysages. Au-delà des résultats scientifiques et des avancées techniques escomptées, le caractère universel de ce projet permettra d’améliorer l’évaluation des risques associés aux inondations et aux séismes, en termes de prévisibilité et d’aménagement du territoire dans le monde entier.


*Le projet ANR Topo-Extreme 2019-2022 est porté par Géosciences Montpellier, CEREGE (Aix-en-Provence), Géosciences Rennes.
Pour GM, ce projet impliquera Rodolphe Cattin, Matthieu Ferry, Stéphane Dominguez, Stéphanie Gautier, Stéphane Mazzotti, Christian Romano & Timothée Sassolas-Serrayet.
Des anciens de GM sont également de la partie Dowchu Drukpa, Romain Le Roux-Mallouf, Philippe Steer
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