Le « changement climatique souterrain » déforme le sol sous les bâtiments, selon une étude

Jul 23, 2023

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Un phénomène que les scientifiques ont appelé « changement climatique souterrain » déforme le sol sous les villes, selon une étude menée à Chicago.

Ce déplacement de terrains sous les zones urbaines pourrait poser un problème pour les bâtiments et les infrastructures, menaçant les performances et la durabilité à long terme, selon l'étude.

Techniquement connu sous le nom d'« îlots de chaleur souterrains », le changement climatique souterrain est le réchauffement du sol sous nos pieds, causé par la chaleur dégagée par les bâtiments et les transports souterrains tels que les systèmes de métro.

"Plus la ville est dense, plus le changement climatique souterrain est intense", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Alessandro Rotta Loria, professeur adjoint de génie civil et environnemental à l'Université Northwestern à Evanston, dans l'Illinois.

Les sols, les roches et les matériaux de construction se déforment lorsqu'ils sont soumis aux variations de température. Par exemple, le sol sous les bâtiments peut se contracter lorsqu'il est chauffé, provoquant un tassement indésirable, a expliqué Rotta Loria.

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« Les déformations causées par le changement climatique souterrain sont d’une ampleur relativement faible, mais elles se développent continuellement », a-t-il déclaré. « Au fil du temps, ils peuvent devenir très importants pour les performances opérationnelles des infrastructures civiles telles que les fondations des bâtiments, les murs de retenue d’eau, les tunnels, etc.

Mais le changement climatique souterrain n'est pas la même chose que ce que nous appelons le changement climatique dans l'atmosphère, qui est en grande partie provoqué par les gaz à effet de serre et a des effets de grande envergure, a déclaré David Archer, professeur de sciences géophysiques à l'Université de Chicago.

"Appeler cela changement climatique semble être un peu une histoire de queue de cheval", a déclaré Archer, qui n'a pas participé à l'étude.

Le terme « changement climatique souterrain » n’a cependant pas été inventé pour cette étude : il est utilisé et le phénomène fait l’objet de recherches depuis un certain temps.

Étudié au cours des 25 dernières années, le changement climatique souterrain peut entraîner des problèmes tels que la contamination des eaux souterraines ou des problèmes avec les chemins de fer souterrains en rendant les voies sujettes à se déformer ou en rendant les passagers malades en raison d'une chaleur excessive. Ses effets sur les infrastructures civiles n'avaient cependant pas été explorés jusqu'à cette étude, selon Rotta Loria.

La recherche, publiée ce mois-ci dans la revue Communications Engineering, a été menée en installant 150 capteurs de température dans le district de Chicago Loop, à la fois en surface et en sous-sol, et dans divers endroits tels que des sous-sols, des tunnels et des parkings. Des capteurs ont également été placés dans Grant Park, le long du lac Michigan, pour comparer les températures d'une zone non bâtie sans excès de chaleur provenant de la construction ou du transport.

Les données ont été collectées sur trois ans et les résultats ont montré que le sol sous la boucle était jusqu'à 18 degrés Fahrenheit (10 degrés Celsius) plus chaud que le sol sous le parc.

"Nous avons trouvé des structures souterraines, comme des sous-sols, où la température de l'air était très élevée", a expliqué Rotta Loria. "Et la conséquence de ça, c'est qu'au moins une partie de la chaleur va se diffuser vers le sol au fil du temps, et c'est l'origine du phénomène."

Les chercheurs ont ensuite utilisé ces données pour construire un modèle informatique de la boucle de Chicago et simuler l'effet de la hausse des températures sur le sol, des années 1950 jusqu'aux années 2050. Ils ont découvert que selon la composition du sol, le sol réagit de manière inégale au réchauffement. et peuvent à la fois se dilater et se contracter dans des proportions qui, bien qu'imperceptibles pour les humains, pourraient causer des problèmes aux bâtiments.

"Il est important de souligner que le changement climatique souterrain ne menace pas la sécurité des personnes et ne menace pas l'effondrement des structures et des bâtiments", a déclaré Rotta Loria. "Cela pose un défi potentiel pour la fonctionnalité et la durabilité des structures, car des déformations excessives du sol peuvent entraîner des distorsions, des inclinaisons et potentiellement des fissures."