Des drones repèrent le pergélisol dégelé sous les villes arctiques

Vue du ciel, Wainwright, en Alaska, ressemble à une bande stable de maisons et de routes entre la mer des Tchouktches et une toundra vaste et plate. Sous la surface, le sol gelé sur lequel repose la ville renferme de grandes masses de glace. Le long des falaises côtières qui s'érodent, cette glace cachée est mise à nu et fond. À Utqiaġvik, une falaise s'est partiellement effondrée en 2023 et 2024, ramenant son bord érodé près des routes et des bâtiments.

Le pergélisol est un sol qui reste à 0 degré Celsius ou en dessous pendant au moins deux années consécutives. Les températures arctiques augmentent deux à trois fois plus vite que la moyenne mondiale. Quand la glace contenue dans ce sol fond, la glace qui lie les particules de terre s'affaiblit, le sol peut s'affaisser, et le poids des maisons et des routes l'enfonce davantage. Les routes peuvent s'affaisser, les bâtiments pencher, et les pipelines se fissurer et fuir. Le phénomène est très inégal : deux emplacements distants d'un pâté de maisons peuvent contenir des quantités de glace très différentes.

C'est justement cette inégalité qui est difficile à cerner. Forer des grilles serrées de sondages est coûteux, perturbant et extrêmement gourmand en main-d'œuvre. L'équipe de recherche travaille sur une autre approche, la prospection électromagnétique à très basse fréquence, ou VLF-EM, qui capte les signaux émis par des émetteurs lointains et mesure la réaction du sol. Le capteur ne touchant pas le sol, un appareil léger peut être transporté par drone au-dessus des zones humides et de la toundra sensibles au dégel. Le contraste est ce qui compte : l'eau salée qui reste non gelée conduit l'électricité bien mieux que le sol riche en glace, si bien que les taches dégelées apparaissent. La méthode ne produit pas une image parfaite, et les estimations de profondeur peuvent être incertaines, mais elle montre où les conditions ont changé, ce qui permet aux ingénieurs de savoir où regarder de plus près.

Les infrastructures peuvent rester en service 20, 50 ans ou plus, si bien qu'une carte du sol actuel ne suffit pas. Le groupe travaille sur des projections de deux éléments dont les ingénieurs ont besoin : de combien le sol va s'affaisser, et quelle charge une fondation peut supporter. Dans une étude de 2026 portant sur la plaine côtière arctique de l'Alaska, qui comprend Prudhoe Bay et une grande partie de l'industrie pétrolière de l'État, les chercheurs ont constaté que, si les émissions de gaz à effet de serre restent élevées et que les températures continuent de grimper rapidement, la part des infrastructures exposées reste inférieure à 10 % vers le milieu du siècle, puis augmente rapidement entre les années 2060 et 2080. D'ici les années 2090, environ 80 % des bâtiments, 60 % des routes et 90 % des pipelines pourraient être exposés à des dommages liés à l'affaissement du sol. L'équipe développe aussi des jumeaux numériques, des modèles informatiques qui reproduisent l'évolution des environnements froids et le vieillissement des infrastructures.

Les ingénieurs qui choisissent où implanter une fondation, une route ou un pipeline sont les premiers à en tirer profit, tout comme les villes côtières telles que Wainwright et Utqiaġvik, où le sol bouge déjà. Ce qui change, c'est l'ordre des opérations : au lieu d'échantillonner partout, les équipes peuvent survoler le terrain avec un drone et se rendre sur les endroits où le sol a changé. Les chercheurs ne donnent aucune date à partir de laquelle ces relevés deviendraient systématiques, ni aucune estimation de coût. La profondeur reste la question ouverte.