GEOTROP

GEOmorphic hazards and compound events in a changing TROPical East Africa

Le projet GEOTROP (2022-2025) vise à évaluer le rôle de la transformation de l'occupation des sols et du changement climatique sur l'occurrence des risques géomorphologiques (à savoir les glissements de terrain et les crues soudaines) en Afrique de l'Est tropicale. Dans le contexte du changement global, il vise non seulement à résoudre le problème de la situation environnementale actuelle, mais aussi à anticiper les effets potentiels du climat induit par l'homme et des changements d'utilisation des terres/couverture des sols sur l'occurrence des futurs événements extrêmes et des risques qui y sont associés.

Ce projet de 3 ans est financé par la Politique scientifique belge (BELSPO) dans le cadre du programme BRAIN-be 2.0 (Contract N B2/223/P1/GEOTROP). Ce projet est coordonné par le Musée royal de l'Afrique centrale (MRAC), en collaboration avec la Vrije Universiteit Brussels (VUB), le Centre européen de Géodynamique et de Sismologie (ECGS), le Musée National d'Histoire Naturelle (NMNH), l'Ecole & observatoire des sciences de la Terre (EOST), le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et le Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ).

CONTEXTE & OBJECTIFS

Les glissements de terrain et les crues soudaines sont des risques géomorphologiques qui résultent souvent d'une combinaison de processus en interaction à plusieurs échelles spatiales et temporelles. Les phénomènes de glissement de terrain sont liés aux facteurs climatiques (par exemple, l'intensité des précipitations) et aux facteurs terrestres (par exemple, la structure de la végétation). La transformation des terres, telle que la déforestation, a un impact sur les phénomènes de GES et le changement climatique modifiera de nombreux facteurs.

Les tropiques sont des environnements où les gaz à effet de serre sont peu étudiés. Dans les régions montagneuses, les fortes densités de population avec une grande vulnérabilité sociétale sont courantes et souvent en augmentation. Les événements liés aux gaz à effet de serre ont un impact disproportionné sur ces régions. À l'avenir, la fréquence et/ou les effets des phénomènes de serre seront plus graves, non seulement en raison, par exemple, du changement climatique et de la déforestation, mais aussi en raison de la croissance démographique et de l'exposition accrue aux catastrophes.

Dans de nombreux cas, les glissements de terrain et les crues soudaines se produisent très rapidement. Les glissements de terrain et les crues soudaines coïncident souvent et interagissent, entraînant des événements aux conséquences plus graves. La combinaison de processus (facteurs climatiques et/ou aléas) conduisant à un impact significatif est appelée "événement composé". Bien que l'on puisse supposer que de nombreux gaz à effet de serre sont causés par des événements composés, la compréhension, l'analyse, la quantification et la prévision de ces événements n'en sont encore qu'à leurs balbutiements, en particulier au niveau régional.

GEOTROP vise à évaluer le rôle de la transformation des terres et du changement climatique sur l'apparition d'événements composés de GES en Afrique orientale tropicale.

Les objectifs spécifiques (OS) sont:

• OS1: Développer un inventaire régional spatio-temporel sans précédent des événements liés aux gaz à effet de serre;
• OS2: Comprendre la distribution spatiale des phénomènes de GES dans le paysage et évaluer le rôle de la transformation des terres sur leur occurrence (localisation des phénomènes de GES);
• OS3: Découvrir l'interaction de multiples facteurs terrestres et climatiques dans le déclenchement des événements de GES (calendrier des événements de GES);
• OS4: Projeter l'évolution future des événements composés de gaz à effet de serre afin d'identifier les futurs points chauds de danger et de risque.

En plus de ces quatre OS, GEOTROP vise également à renforcer les capacités des institutions africaines impliquées dans la réduction des risques de catastrophes (RRC).

ZONE D'ETUDE

La zone d'intérêt de GEOTROP est la branche occidentale du rift est-africain, une région montagneuse caractérisée par une grande variété de climats tropicaux et de conditions environnementales. Outre la diversité des paysages naturels, cette zone d'intérêt se caractérise par une alternance de paysages vierges contrastés et de paysages fortement transformés par l'homme. La compréhension approfondie de cette zone d'intérêt est essentielle à la réalisation du projet, car elle constitue l'endroit idéal pour nos recherches:

 

• Un hotspot mondial de GH grâce à des conditions environnementales particulièrement favorables. Malgré les recherches récentes menées par le MRAC dans l'AOI, d'importantes lacunes subsistent dans la compréhension des facteurs climatiques et terrestres des gaz à effet de serre au niveau régional;
• Un fort gradient climatique nord-sud associé à la dynamique de la zone de convergence intertropicale (ITCZ) et influencé par des oscillations climatiques telles que le dipôle de l'océan Indien (IOD) et l'ENSO, qui contribuent à une succession fréquente de périodes sèches et humides extrêmes;
• Un point chaud du changement climatique avec des changements prévus à la fois de la température et des régimes de précipitations moyennes et extrêmes;
• Un environnement tropical caractérisé par une urbanisation et une déforestation incontrôlées;
• Des paysages diversifiés où le sol et le climat sont très favorables à l'expansion de l'agriculture;
• Une forte densité de population (souvent > 300 hab/km2) en augmentation, une grande vulnérabilité et un besoin sociétal important de compréhension des processus climatiques et des risques à la frontière entre six pays;
• Une expertise unique à long terme dans la région au sein du MRAC et de ses partenaires.

METHODE

Dans le cadre de GEOTROP, les approches de télédétection par satellite permettront d'obtenir des contraintes de haute précision sur le calendrier et la localisation des événements de GES dans cette vaste région. Étant donné que les conditions de couverture nuageuse sont omniprésentes dans ces environnements tropicaux, la caractérisation du moment et de l'emplacement est réalisée grâce à l'utilisation combinée de la télédétection optique et de la télédétection radar. L'analyse spatio-temporelle des phénomènes de serre détectés sera effectuée à l'aide de mesures d'observation de la Terre pour l'étude du changement global et en utilisant des modèles harmonisés de scénarios de changement du climat et de l'utilisation des terres/de la couverture terrestre. GEOTROP s'appuie sur des infrastructures de calcul à haute performance et d'informatique en nuage pour traiter ces très grands ensembles de données. Les informations fournies par les citoyens seront utilisées pour valider les méthodes et améliorer la caractérisation des processus.

Ce projet améliorera notre compréhension des risques naturels dans le contexte du changement global dans des climats peu étudiés. Il est innovant pour développer une meilleure zonation des risques et des stratégies de RRC dans la région, ainsi que pour comprendre l'évolution des paysages et ses dangers en général. Le projet combine des outils et des approches innovants en matière d'observation de la Terre et de science du climat pour travailler à des échelles régionales sans précédent.

RESULTATS DE LA RECHERCHE

Données

• GH event inventory from Deijns et al. 2022 NHESS  Timing landslide and flash flood events from SAR satellite - https://doi.org/10.5281/zenodo.7198322, 2022b.

Scripts

• Python scripts for GH event timing estimation from Sentinel-2 SAR data used from Deijns et al. 2022 NHESS  Timing landslide and flash flood events from SAR satellite - https://doi.org/10.5281/zenodo.7198346, 2022a.

Articles scientifiques

• Deijns, A. A. J., Dewitte, O., Thiery, W., d'Oreye, N., Malet, J.-P., and Kervyn, F.: Timing landslide and flash flood events from SAR satellite: a regionally applicable methodology illustrated in African cloud-covered tropical environments, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 22, 3679–3700, https://doi.org/10.5194/nhess-22-3679-2022, 2022.

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