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Géographie

Glissements de terrain d'argiles marines

Les glissements de terrain d'argiles marines sont des mouvements de masse qui affectent les dépôts argileux laissés par les mers postglaciaires, principalement la mer de Champlain, dans les basses-terres du Saint-Laurent et certaines vallées du Saguenay–Lac-Saint-Jean. Ces argiles dites sensibles peuvent perdre presque toute leur résistance lorsqu'elles sont remaniées. Une rupture initiale peut alors se propager et produire des glissements rétrogressifs et des coulées de grande étendue. Ce risque naturel a marqué l'histoire du Québec, notamment à Saint-Jean-Vianney en 1971, et fait l'objet d'une cartographie et d'un encadrement en aménagement du territoire.

Définition et mécanismes

Un glissement de terrain est le déplacement, sous l'effet de la gravité, d'une masse de sol vers le bas d'une pente. Au Québec, une grande partie des glissements répertoriés se produit dans des dépôts meubles argileux d'origine marine, accumulés au fond des mers qui ont envahi le territoire après le retrait de l'inlandsis laurentidien.

Ces argiles présentent une propriété particulière : la sensibilité. À l'état intact, elles possèdent une résistance appréciable et peuvent former des talus de plusieurs mètres de hauteur. Lorsqu'elles sont remaniées par une rupture, leur structure se désorganise et elles peuvent perdre une très grande partie de leur résistance, au point de se comporter comme un liquide. Les argiles les plus sensibles sont parfois désignées par l'expression « argiles extra-sensibles ».

Cette perte de résistance explique le caractère soudain et l'ampleur de certains événements. Une première rupture près d'un cours d'eau peut laisser un escarpement instable qui cède à son tour ; le phénomène progresse ainsi vers l'intérieur des terres par ruptures successives. On parle alors de glissement rétrogressif, qui peut emporter en quelques minutes des terrains situés à grande distance du talus initial, l'argile remaniée s'écoulant hors du cratère ainsi formé.

Origine géologique

Les argiles marines du Québec méridional sont héritées de la dernière déglaciation. À mesure que le glacier se retirait, la croûte terrestre, encore enfoncée sous le poids de la glace, a permis à l'eau de mer de pénétrer dans les dépressions de la vallée du Saint-Laurent et de ses affluents.

Les mers postglaciaires

  • La mer de Champlain a recouvert les basses-terres du Saint-Laurent et de l'Outaouais, ainsi que la vallée du lac Champlain.
  • La mer de Goldthwait a occupé l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent.
  • La mer de Laflamme a envahi les basses-terres du Saguenay et du lac Saint-Jean.

Des particules très fines, issues de l'érosion glaciaire, se sont déposées au fond de ces étendues d'eau salée. En présence de sel, elles se sont agglomérées en une structure floculée, ouverte et riche en eau.

Formation de la sensibilité

Après le relèvement isostatique et le retrait de la mer, ces dépôts se sont retrouvés à l'air libre. La circulation des eaux souterraines douces a progressivement lessivé le sel contenu dans les pores de l'argile, sans modifier sa structure ouverte. Ce lessivage affaiblit les liens entre les particules et confère à l'argile sa sensibilité : intacte, elle demeure stable, mais remaniée, elle s'effondre. Les cours d'eau qui ont ensuite entaillé ces plaines argileuses ont créé de nombreux talus, qui constituent aujourd'hui les principaux sites d'instabilité.

Types de mouvements

Les guides gouvernementaux portant sur les dépôts meubles distinguent plusieurs types de glissements, selon la géométrie de la rupture et le comportement du sol.

TypeCaractéristiques principales
Glissement superficielRupture peu profonde touchant la couche de surface d'un talus
Glissement rotationnelRupture le long d'une surface courbe ; la masse bascule vers l'arrière
Glissement rotationnel multiple ou rétrogressifSuccession de ruptures progressant vers l'arrière du talus
Coulée argileuseLiquéfaction de l'argile sensible remaniée, qui s'écoule hors d'un cratère en forme de bouteille
Étalement latéralDéplacement horizontal de blocs de sol sur une couche liquéfiée

Les glissements superficiels et rotationnels simples restent généralement limités aux abords immédiats du talus. Les coulées argileuses et les étalements latéraux sont propres aux argiles sensibles : ils peuvent affecter des superficies considérables et se produire avec très peu de signes précurseurs. La distance de rétrogression, c'est-à-dire la distance parcourue par le glissement vers l'intérieur des terres à partir du sommet du talus, est l'un des paramètres utilisés pour délimiter les zones exposées.

Répartition géographique

Les inventaires de glissements de terrain montrent une forte concentration des événements dans les secteurs autrefois submergés par les mers postglaciaires, où les sols sont majoritairement argileux. Les régions les plus touchées comprennent :

  • les basses-terres du Saint-Laurent, de part et d'autre du fleuve, notamment en Montérégie, dans le Centre-du-Québec, en Mauricie, dans Lanaudière et dans la région de la Capitale-Nationale ;
  • la vallée de l'Outaouais et ses affluents ;
  • les basses-terres du Saguenay et du lac Saint-Jean ;
  • certains secteurs du littoral de l'estuaire, comme la Côte-Nord et Charlevoix.

À l'intérieur de ces régions, ce sont surtout les berges des cours d'eau qui sont concernées. Les rivières qui ont entaillé les plaines argileuses ont formé des vallées encaissées aux talus abrupts, dont le pied est constamment sapé par l'érosion. Les cicatrices d'anciens glissements, parfois millénaires, sont visibles dans le paysage de nombreuses vallées sous forme de cuvettes en amphithéâtre.

Des argiles marines sensibles semblables existent également dans l'est de l'Ontario, en Scandinavie et en Alaska, ce qui fait de ce phénomène un objet d'étude partagé par la communauté géotechnique internationale.

Facteurs de déclenchement

Plusieurs facteurs interviennent dans l'instabilité d'un talus argileux. Certains déterminent la prédisposition d'un site, d'autres agissent comme éléments déclencheurs.

Facteurs naturels

  • Érosion au pied du talus : l'action d'un cours d'eau, particulièrement lors des crues, accentue la pente et retire le sol qui en assure l'appui. Il s'agit de l'une des causes les plus fréquentes.
  • Géométrie de la pente : la hauteur et l'inclinaison du talus influent directement sur sa stabilité.
  • Propriétés géotechniques : la résistance, la sensibilité et la stratigraphie des dépôts conditionnent le type et l'ampleur de la rupture.
  • Conditions d'eau souterraine : la hausse des pressions d'eau dans le sol, à la suite de fortes pluies ou de la fonte des neiges, réduit la résistance disponible.
  • Séismes : les secousses peuvent provoquer des ruptures dans des pentes déjà marginalement stables.

Facteurs humains

Des interventions mal planifiées peuvent également déstabiliser une pente :

  • excavation au pied d'un talus ;
  • remblai, construction ou entreposage au sommet, qui ajoutent une surcharge ;
  • concentration des eaux de ruissellement ou de drainage vers la pente ;
  • déboisement d'un talus.

Le printemps, période de fonte et de crues, est généralement associé à un plus grand nombre de glissements.

Événements marquants

Saint-Jude (2010)

Le 10 mai 2010, un glissement de terrain s'est produit à Saint-Jude, en Montérégie, sur les rives de la rivière Salvail. Il a détruit une résidence et causé la mort de quatre personnes. Le rapport du ministère de la Sécurité publique décrit un étalement latéral survenu dans des argiles marines de l'ancienne mer de Champlain, sur un site qui ne présentait pas de signe apparent d'instabilité imminente, et examine les causes possibles de l'événement.

Saint-Jean-Vianney (1971)

Dans la nuit du 4 mai 1971, une coulée argileuse a emporté une partie du village de Saint-Jean-Vianney, au Saguenay, aujourd'hui situé sur le territoire de la ville de Saguenay, dans le secteur de Shipshaw. L'événement a causé 31 décès et détruit des dizaines de maisons. Le site s'est formé dans le cratère d'un glissement beaucoup plus ancien. Après la catastrophe, le village a été abandonné et ses habitants relocalisés. Le glissement de terrain de Saint-Jean-Vianney a été désigné événement historique en vertu de la Loi sur le patrimoine culturel ; il est considéré comme l'un des plus importants glissements de terrain de l'histoire québécoise.

Autres événements

De nombreux autres glissements ont marqué la vallée du Saint-Laurent et ses affluents. Le glissement de Saint-Joseph-de-la-Rive, dans Charlevoix, a fait l'objet d'études géomorphologiques portant sur son évolution et celle du marais littoral formé à sa suite. À Saguenay, des mesures d'urgence ont été déployées en 2022 en raison d'un risque de glissement.

Gestion du risque

La catastrophe de Saint-Jean-Vianney a constitué un tournant dans la prise en charge du risque au Québec. Le gouvernement a par la suite entrepris des travaux de cartographie des zones exposées aux glissements de terrain dans les régions argileuses.

Cartographie et aménagement

Les cartes de zones de contraintes relatives aux glissements de terrain délimitent, autour des talus, des bandes de protection où certaines interventions sont interdites ou soumises à une expertise géotechnique préalable. Ces cartes sont produites par le gouvernement, notamment par le ministère des Transports, et intégrées par les municipalités régionales de comté (MRC) et les municipalités dans leurs outils de planification, en vertu de la Loi sur l'aménagement et l'urbanisme et des orientations gouvernementales en matière d'aménagement du territoire.

Le cadre normatif qui accompagne ces cartes précise les distances à respecter et les types d'interventions visées : construction, agrandissement, remblai, excavation, déboisement ou installation septique, par exemple. Des municipalités comme Gatineau tiennent des séances d'information publiques sur les zones exposées situées sur leur territoire.

Sécurité civile

Le ministère de la Sécurité publique intervient lors des événements pour soutenir les municipalités, procéder à des évaluations de sites et, au besoin, recommander l'évacuation de résidences. Des travaux de stabilisation, comme la protection des berges par enrochement ou l'adoucissement des pentes, peuvent être réalisés là où le risque menace des bâtiments ou des infrastructures.

Recherche et changements climatiques

Les glissements de terrain dans les argiles marines font l'objet de recherches soutenues au Québec, en particulier en géotechnique et en géomorphologie. Le Laboratoire d'études sur les risques naturels de l'Université Laval mène, avec des partenaires publics, des travaux visant à mieux comprendre la stabilité des pentes argileuses.

Un réseau d'observation instrumenté permet de suivre en continu les conditions hydrogéologiques et climatiques de talus argileux, notamment l'évolution des pressions d'eau souterraine en fonction des précipitations, de la fonte des neiges et du gel. Ces mesures servent à préciser le rôle de l'eau dans le déclenchement des ruptures et à améliorer les méthodes d'évaluation du danger.

Les changements climatiques constituent un axe de recherche important. La modification du régime des précipitations, l'augmentation possible des épisodes de pluie intense et les changements dans le cycle de gel et de dégel ou dans les crues printanières pourraient influencer à la fois l'érosion au pied des talus et les conditions d'eau souterraine. Les chercheurs étudient ces effets afin d'adapter les outils de gestion du risque.

L'Université du Québec à Chicoutimi a également consacré des travaux au cas de Saint-Jean-Vianney, plusieurs décennies après la catastrophe, afin d'en réexaminer les mécanismes à la lumière des connaissances actuelles.

Sources

  1. Ministère des Affaires municipales et de l'Habitation, Glissements de terrain dans les dépôts meubles — types et causes
  2. Demers, La gestion des risques de glissements de terrain dans les argiles marines au Québec
  3. Ministère de la Sécurité publique du Québec, Glissement de terrain du 10 mai 2010 — Saint-Jude
  4. Répertoire du patrimoine culturel du Québec, Glissement de terrain de Saint-Jean-Vianney
  5. Gouvernement du Québec, désignation du glissement de terrain de Saint-Jean-Vianney comme événement historique
  6. Géologie Québec, Les glissements de terrain au Québec — Saint-Jean-Vianney
  7. Université du Québec à Chicoutimi, Les glissements de terrain à Saint-Jean-Vianney, 45 ans après
  8. Laboratoire d'études sur les risques naturels, Université Laval, Observatoire
  9. Laboratoire d'études sur les risques naturels, Université Laval, Climat
  10. Laboratoire d'études sur les risques naturels, Changements climatiques et mouvements de terrain
  11. Érudit, Évolution géomorphologique du glissement de terrain et du marais littoral de Saint-Joseph-de-la-Rive
  12. Ville de Saguenay, La gestion du risque de glissement de terrain développée à la Ville de Saguenay et appliquée aux mesures d'urgence de 2022
  13. Ville de Gatineau, Les zones exposées aux glissements de terrain
  14. Commission de toponymie du Québec, Shipshaw
  15. Savoirs.Québec, registre éditorial

Recherche documentaire

Références recueillies lors de la recherche web du dossier, en complément des sources citées dans le texte.

  1. [PDF] Glissements de terrain dans les dépôts meubles - Types et causes
  2. [PDF] Communication préparée pour
  3. La tragédie de Saint-Jean-Vianney expliquée par la science
  4. Glissements de terrain dans les dépôts meubles - Types et causes

Modèles ayant contribué : Recherche documentaire — Sonar Pro · Rédaction — Claude Opus 5 5

Mots-clés : glissement de terrain, argile sensible, mer de champlain, coulée argileuse, risque naturel, géotechnique, saint-jean-vianney, basses-terres du saint-laurent

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