New York a posé plus de 1 million de bâtiments sur un sol qui n’a rien d’un socle de granit, et le sol répond. Selon une étude publiée en mai 2023 dans la revue Earth’s Future, le tassement calculé sous les constructions va de 0 à 600 mm, selon la nature du terrain et le type de fondations. Ce maximum vient d’un modèle numérique, pas d’un relevé de terrain.

600 mm, c’est le haut de la fourchette, pas la règle.

Un modèle qui pèse la ville bâtiment par bâtiment

L’idée est venue à Tom Parsons, géophysicien à l’USGS (le service géologique américain), pendant une visite à la famille de son épouse en Belgique, en 2019, raconte Live Science. Avec Pei-Chin Wu, Meng Wei et Steven D’Hondt, de l’université de Rhode Island, il a ensuite entrepris de compter ce que personne n’avait quantifié jusque-là : la masse cumulée de tout le bâti new-yorkais.

Les chercheurs sont partis d’une base de données qui recense l’emprise au sol et la hauteur de chaque construction. Ils ont ensuite estimé le poids des structures à partir des charges prévues par les règles de construction. Le total atteint 1 084 954 bâtiments pour environ 760 milliards de kilogrammes (1,68 trillion de livres), répartis sur 778 km² dans les cinq arrondissements. Rapporté aux plus de 8 millions d’habitants, cela représente environ 90 tonnes de bâti par New-Yorkais, un calcul d’ordre de grandeur.

Le chiffre reste une estimation. Parsons le dit lui-même : il ne s’agit pas d’un poids parfaitement exact, mais d’une idée de la concentration du bâti. Et seuls les bâtiments et leur contenu sont comptés, pas les routes, les trottoirs, les ponts ni les voies ferrées.

Argiles et remblais : là où le sol cède

La charge de chaque cellule d’une grille de 100 m par 100 m a été injectée dans un modèle par éléments finis. La géologie de la ville étant complexe, il a fallu appliquer plusieurs lois de comportement du sol. Le verdict tombe sans ambiguïté : les sols riches en argile et les remblais artificiels affichent le tassement le plus élevé après construction, loin devant les sols plus élastiques.

Aucun bâtiment n’y échappe, même posé sur du roc, rappelle Parsons.

Le chiffre de 600 mm n’a donc rien d’un destin. Il dépend des paramètres physiques du sol ou de la roche et du mode de fondation, et l’écart entre 0 et 600 mm dit à quel point le terrain pèse dans le résultat. Sur ces argiles et ces remblais, l’USGS rappelle que le « tassement secondaire de long terme sous charge » peut se poursuivre indéfiniment. Les cartes de l’étude pourraient ainsi donner un aperçu de l’enfoncement à venir.

Ce que mesurent vraiment les satellites

Les mesures par radar satellitaire (InSAR) et par GPS donnent un enfoncement moyen de 1 à 2 mm par an sur l’ensemble de la ville. Cette valeur colle avec la déformation postglaciaire régionale, c’est-à-dire l’ajustement lent de la croûte terrestre depuis la dernière glaciation. Pour le bas de Manhattan, des données GPS évoquent environ 2,1 mm par an.

Par endroits, la vitesse grimpe nettement au-dessus de la moyenne. Les auteurs jugent une partie de ces zones compatible avec la consolidation interne des remblais et des sédiments mous, un phénomène que les charges récentes pourraient aggraver.

Mais l’étude s’arrête là, et elle le dit. La comparaison entre modèle et satellites est délicate : la charge urbaine s’est accumulée sur une période bien plus longue que celle des mesures, et l’enfoncement a plusieurs causes. Le pompage des eaux souterraines en fait partie, d’après la presse qui a relayé l’étude, et les auteurs eux-mêmes parlent de « many possible causes ».

La part exacte du poids des immeubles reste donc à isoler.

Quant aux 600 mm, ils n’ont pas été observés, aucune mesure ne les confirme à ce jour. Ils bornent ce que le calcul autorise dans le pire des cas pour un sol et une fondation donnés. La nuance compte pour qui lit « la ville s’enfonce de 60 cm » : ce n’est écrit nulle part dans l’étude.

Un millimètre d’enfoncement, un an d’avance sur la mer

Le niveau de la mer monte à New York d’environ 1 à 2 mm par an, soit le même ordre de grandeur que l’enfoncement moyen. Chaque millimètre perdu par le sol revient donc à gagner un an sur la montée des eaux, explique Parsons. Pour une ville dont plus de 8 millions d’habitants vivent en bord d’océan et de fleuve, l’addition se paie en risque d’inondation.

Les auteurs ne réclament pas l’arrêt des chantiers. Ils veulent attirer l’attention sur le fait que chaque tour de plus, en bord de mer, de rivière ou de lac, pourrait contribuer au risque futur d’inondation. L’USGS indique que des mesures d’atténuation pourraient devoir accompagner la construction de nouveaux immeubles de grande hauteur.

Le cas new-yorkais n’a rien d’isolé. Les auteurs le décrivent comme emblématique de nombreuses villes côtières en croissance qui s’affaissent, et Parsons avait déjà publié un travail du même type sur le poids de San Francisco et de ses 7,75 millions d’habitants.

Source : agupubs.onlinelibrary.wiley.com