Après l’énorme incendie de Bobcat à Los Angeles en 2020, les chercheurs ont étudié les effets post-incendie sur le sol et l’eau. Ils ont découvert que contrairement aux croyances antérieures, le sol brûlé avec un revêtement cireux, résultant de la végétation brûlée, peut absorber l’eau, contribuant à un écoulement plus important d’eau et de débris dans les cours d’eau, ce qui peut entraîner des risques accrus d’inondations et de glissements de terrain.
Les chercheurs pensaient auparavant qu’une couche cireuse dans un sol brûlé entraînait un ruissellement d’eau sur le sol. Cependant, des découvertes récentes indiquent que les terrains brûlés peuvent effectivement absorber de l’eau. Ces informations peuvent aider à faire des prévisions plus précises sur les inondations et les glissements de terrain suite à un incendie.
En 2020, les montagnes de San Gabriel dans le comté de Los Angeles ont été témoins de l’un de ses incendies de forêt les plus dévastateurs, qui a carbonisé plus de 115 000 acres et endommagé ou détruit plus de 150 structures, recouvrant les Angelenos déjà stressés par la pandémie de cendres et de fumée.
Pourtant, même après que les pompiers épuisés aient finalement maîtrisé l’incendie déchaîné de Bobcat, ses conséquences ont posé d’autres menaces. Ces « méga-incendies », de plus en plus fréquents en raison du changement climatique, ouvrent la voie à des risques post-incendie. Les tempêtes de pluie sur ces terrains brûlés peuvent entraîner des inondations, des coulées de boue et des coulées de débris, aggravant les ravages laissés par l’incendie.
Comprendre comment l’eau s’accumule et surveiller le mouvement des eaux de ruissellement et des cours d’eau dans les zones brûlées aide les autorités à prévoir quand et où ces événements post-incendie de forêt pourraient se produire afin qu’elles puissent fournir aux résidents touchés une alerte précoce en cas d’inondation soudaine et de mouvement de débris.
Une pente glissante
On sait depuis longtemps que la perte de végétation lors d’un incendie laisse le sol vulnérable à l’érosion parce que les racines des plantes qui maintiennent le sol en place se flétrissent et meurent. Les scientifiques, cependant, ont longtemps soutenu un point de vue différent, à savoir que lorsque les feuilles brûlent, leur revêtement cireux forme une substance organique et huileuse à la surface du sol. Ce revêtement cireux crée une couche hydrofuge à la surface ou près de celle-ci. Les scientifiques pensaient que cette couche empêchait le sol d’absorber l’eau, entraînant un ruissellement rapide de l’eau semblable à un Slip ‘N Slide qui transporte de la boue et des débris.
Des tempêtes de pluie environ un an après l’incendie de Bobcat ont lavé de la boue, des rochers, des branches d’arbres et d’autres débris dans le parc du canyon de Monrovia, à 30 miles au nord-est du campus du parc universitaire de l’USC. Crédit : avec l’aimable autorisation de la ville de Monrovia.
De nouvelles recherches publiées dans Communication Nature a remis en question cette théorie scientifique.
Une découverte décisive
Des scientifiques de l’USC Dornsife College of Letters, Arts, and Science, en collaboration avec des chercheurs de l’Université du Michigan, de l’US Geological Survey et de l’Université Rutgers, ont surveillé deux saisons humides après l’incendie de Bobcat, de décembre 2020 à mars 2022. L’équipe a conclu que l’eau était en fait absorbée par le sol brûlé qui contenait ce revêtement cireux.
Plus précisément, l’équipe a étudié trois bassins versants – des zones de terres qui drainent les précipitations et la fonte des neiges dans les ruisseaux et les rivières – dans les montagnes San Gabriel du sud de la Californie. Deux des bassins versants ont brûlé lors de l’incendie de Bobcat en 2020 et l’autre n’a pratiquement pas été touché.
Les chercheurs ont découvert qu’après les feux de forêt, une partie importante du débit d’eau dans les trois bassins versants provenait de l’eau qui avait été absorbée dans le sol.
Joshua West, professeur de sciences de la Terre qui a dirigé l’étude à USC Dornsife, a déclaré qu’il n’était pas surprenant que le débit d’eau et de débris dans le ruisseau de la zone brûlée soit quatre à 10 fois supérieur au débit dans le ruisseau de la zone non brûlée. Ce à quoi il ne s’attendait pas, c’est que les eaux pluviales avaient imprégné le sol des deux bassins versants brûlés.
Les images de la zone de l’incendie Bobcat 2020 indiquent la gravité des brûlures du sol et les emplacements étudiés par les chercheurs. Crédit : a- Service forestier de l’USDA ; b-AJ West ; d- Pléiades ©CNES, Distribution AIRBUSDS, source via SkyWatch Space Applications Inc., et USGS 3D Elevation Program.
Cette découverte contredit les croyances antérieures des scientifiques selon lesquelles peu d’eau serait absorbée dans le bassin versant brûlé en raison de la présence de sols cireux.
Dans le bassin versant non brûlé, cependant, les chercheurs ont découvert que les arbres absorbaient l’eau comme prévu, l’empêchant d’atteindre les cours d’eau.
West et Ph.D. le candidat Abra Atwood a supposé que, conformément à la notion populaire, l’augmentation de l’eau dans les rivières provenait des zones brûlées parce que les arbres et la végétation brûlés ne pouvaient pas retenir l’eau dans leurs racines comme ils le feraient normalement, mais pas à cause de l’incapacité du sol à absorber l’eau .
La découverte de l’équipe de recherche selon laquelle la couche hydrofuge n’empêche pas l’absorption de l’eau dans le sol a renforcé son hypothèse selon laquelle l’eau des cours d’eau provient à la fois des précipitations et des eaux souterraines, ce qui entraîne une augmentation des inondations dans les zones brûlées par rapport aux zones non brûlées.
L’accumulation d’eau constitue une menace persistante
L’identification des zones à haut risque de coulées de débris et de glissements de terrain et la prévision précise de la quantité de coulées de débris après les précipitations dans les zones brûlées dépendent de la compréhension de la façon dont l’eau s’infiltre dans le sol dans différentes zones et comment elle contribue à l’écoulement des cours d’eau.
De plus, la dynamique de l’écoulement de l’eau et la façon dont l’eau s’accumule sous la surface peuvent avoir un impact significatif sur la rapidité avec laquelle les paysages se rétablissent après un incendie de forêt. Cette récupération affecte la stabilité des pentes des collines et contribue à protéger les forêts contre les sécheresses sévères.
D’un autre côté, l’accumulation d’eau peut contribuer aux glissements de terrain jusqu’à quatre ans après un incendie à mesure que la pression s’accumule dans le sol.
« L’accumulation d’eau souterraine suggère que le potentiel de glissements de terrain s’étend bien au-delà des deux années suivant l’incendie, posant un problème persistant », a déclaré West. « L’abondance d’eau stockée dans les zones touchées par l’incendie de Bobcat, par exemple, pourrait être un signe avant-coureur de futurs problèmes d’inondation dans les années à venir. »
West est convaincu que les résultats de l’étude contiennent des informations importantes qui peuvent être utilisées par l’USGS pour améliorer la surveillance des zones brûlées et prévoir les inondations et les glissements de terrain après un incendie de forêt.
Le financement a été fourni par le Département des sciences de la Terre de l’USC Dornsife et la National Science Foundation.
