Document de recherche 2012/115

Simulation numérique des tsunamis générés par des ruptures de talus sous marins dans le chenal de Douglas, en Colombie-Britannique

Par Thomson, R., Fine, I., Krassovski, M., Cherniawsky, J., Conway, K. et Wills, P.

Résumé

Les levés bathymétriques multifaisceaux effectués par le Service hydrographique du Canada et Ressources naturelles Canada ont révélé la présence de deux grands glissements sous-marins (environ 65 millions de mètres cubes) le long de la partie sud-est du chenal de Douglas, dans le nord-ouest de la Colombie-Britannique. Même si les glissements sont probablement survenus entre le début et le milieu de l'Holocène, Conway et al. (2012) croient que ces ruptures peuvent avoir causé des glissements de terrain qui ont déclenché des tsunamis, et que le risque que des événements similaires se produisent dans le futur ne peut être écarté. Il est possible de caractériser ce risque en utilisant un modèle mathématique numérique entièrement non linéaire et non hydrostatique pour simuler les vagues d'un tsunami pouvant avoir été généré par les deux glissements s'ils avaient eu lieu durant les conditions marines d'aujourd'hui dans la partie sud du chenal marin de Douglas. Selon les données issues des levés bathymétriques multifaisceaux, les glissements se sont déplacés sur une distance d'environ 300 à 400 m avant de cesser près de la base du talus à une profondeur d'environ 400 m. Une reconstitution des régions des glissements effectuée immédiatement avant la rupture indique que les glissements étaient cunéiformes. L'extrémité du glissement le plus au nord (glissement A) commençait à une profondeur d'environ 60 à 100 m, tandis que celle du glissement le plus au sud (glissement B) commençait à une profondeur de 75 à 120 m. Selon l'intensité de la friction entre les blocs de glissement et le plancher océanique sous-jacent, les blocs auraient dévalé la pente à une vitesse maximale d'environ 25 m par seconde avant de s'immobiliser, quelque 30 secondes plus tard. Les simulations numériques montrent que les glissements sous-marins auraient généré des vagues de tsunami présentant des amplitudes atteignant de 30 à 40 m, des vitesses de courant allant jusqu'à 15 m par seconde (environ 30 nœuds), des longueurs de vagues de l'ordre de 1 km et des périodes s'étendant de quelques dizaines de secondes à plusieurs minutes. Les vagues les plus hautes et les courants les plus puissants se seraient produits le long du rivage opposé et près des régions touchées par la rupture. En raison de leur longueur relativement courte et de la complexité du rivage et de la topographie du fond marin du chenal de Douglas, les vagues de tsunami subissent de multiples réflexions et une importante dispersion. Ces effets, combinés au flux d'énergie du tsunami dans les voies navigables et les chenaux adjacents, entraînent une dissipation rapide des vagues en fonction de la distance au nord et au sud de la région d'origine. Suivant les vitesses de propagation estimées à environ 65 m par seconde, il faut approximativement de 10 à 15 minutes aux vagues simulées pour s'éloigner de 40 à 45 km de l'intersection du chenal marin de Douglas et du bras de mer Kitimat, où l'amplitude maximale des vagues serait alors réduite à moins de 1 m. Il se serait ensuite écoulé 15 autres minutes avant que les vagues n'atteignent les sites près des installations proposées dans le cadre du projet Northern Gateway d'Enbridge dans le bras de mer Kitimat, où leur amplitude serait réduite à quelques dizaines de centimètres et la vitesse des courants qui les accompagnent, à moins de quelques dizaines de centimètres par seconde. Comme c'est le cas dans les régions où se produisent les tsunamis, les vagues les plus hautes et les courants les plus puissants dans n'importe quelle région de la voie navigable côtière se produiraient près du rivage. Si l'on se fie aux résultats numériques, les tsunamis générés par des glissements sous-marins similaires à ceux observés dans la partie sud du chenal marin de Douglas présentent des hauteurs et des courants qui pourraient avoir des répercussions majeures sur la ligne de côte et le trafic maritime s'ils se produisaient dans cette région, mais des répercussions mineures sur le niveau de l'eau, les courants et le trafic maritime dans le bras de mer Kitimat. La baie Hartley, qui est située dans la partie sud du chenal marin de Douglas, serait touchée par de hautes vagues et de puissants courants, alors que Kitimat, qui est située au nord du bras de mer Kitimat, serait peu touchée par l'effet des vagues. Une modélisation supplémentaire sera nécessaire pour évaluer les caractéristiques de tsunamis possibles dont les origines seraient au-delà de la zone où se situent les deux ruptures découvertes.

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