Affaissement au centre du lac Mead

Un affaissement d'environ 22 cm a été mesuré au centre du lac Mead en 1950, par rapport au niveau du sol relevé en 1935, avant le remplissage du lac. La cause est attribuée au poids de l'eau retenue par le barrage Hoover, situé dans le canyon Black, sur le fleuve Colorado, entre le Nevada et l'Arizona.

La croûte terrestre cède sous la charge

La croûte terrestre, généralement considérée comme solide, a cédé sous le poids d'un lac d'une capacité de 35,5 km³. Le sol s'est affaissé d'environ 218 mm entre 1935 et 1950, et cet affaissement s'est poursuivi pendant 15 ans après le remplissage du lac. Des nivellements répétés effectués par des géomètres ont permis de mesurer cet affaissement avec précision.

Construction du barrage Hoover et retenue de l'eau

Le barrage a commencé à retenir l'eau le 1er février 1935, alors que la construction n'était pas encore achevée. Le dernier coulage de béton a eu lieu le 29 mai 1935, et l'inauguration le 30 septembre 1935. Haute de 221 m, la structure a fermé le canyon Black et a contraint le fleuve à s'étendre en amont.

Superficie du lac Mead et poids de l'eau

Le lac Mead couvre 635 km², soit six fois la superficie de Paris intra-muros, pour une capacité totale de 35,5 km³. Le 30 juillet 1941, la surface du lac se trouvait à une altitude de 1 220,45 pieds (environ 372 m), avec une profondeur de 580 pieds (environ 177 m). Chaque mètre carré du fond du lac à cette profondeur supporte l'équivalent de 177 tonnes d'eau, soit la masse d'environ 30 éléphants d'Afrique adultes.

Mesures précises de l'affaissement

Des géomètres ont mesuré le niveau du sol avec une grande précision en 1935, avant le remplissage du lac, puis ont renouvelé ces mesures en 1941, 1950 et 1963. Au centre du lac, le sol s'est abaissé d'environ 120 mm en 1941, puis d'environ 218 mm en 1950. En 1963, la mesure a donné 200 mm, ce qui indique que le sol s'était légèrement relevé.

Détails et variations de l'affaissement

Les 22 cm du titre correspondent au maximum arrondi de 1950, qui concerne le centre du lac et non l'ensemble de la région. Au niveau du barrage lui-même, on cite environ 120 mm. L'affaissement cesse après 1950. D'autres travaux fondés sur les nivellements réalisés entre 1935 et 1950 mentionnent un affaissement pouvant atteindre 17 cm selon le point de mesure.

Affaissement lent et effet différé

L'aspect le plus révélateur n'est pas l'ampleur du phénomène, mais le délai. Le sol ne s'est pas enfoncé d'un coup ; il a continué de descendre pendant 15 ans, de 1935 à 1950. Or, le lac contenait déjà 24 millions d'acres-pieds (environ 29,6 km³) en 1938, soit plus de 80 % de sa capacité totale. Ce décalage est la trace d'un écoulement lent en profondeur, sous une partie rigide de la croûte, épaisse de 30 ± 3 km, où la roche du manteau s'écoule lentement.

Confirmation par satellite et modèle géologique

Des mesures par satellite, réalisées bien plus tard, ont confirmé ce modèle. Le sol continue de se soulever et de s'abaisser lorsque le niveau du lac monte et descend. Une analyse par radar satellitaire, publiée en 2007, a repris l'historique du remplissage du lac depuis 1935 afin de modéliser les déformations autour des rives.

Cohérence géologique et accumulation de sédiments

Le modèle à deux couches proposé en 2000, une croûte rigide posée sur un manteau en écoulement, reproduit avec précision l'amplitude et l'évolution dans le temps des données. Entre 1935 et 1949, environ 1,76 km³ de sédiments se sont déposés au fond, ajoutant du poids à la charge du lac. Le chiffre de 35,5 km³ correspond à la capacité totale, et non au volume mesuré à cette date.

Relevés ultérieurs et affaissement moyen

Un relevé géodésique réalisé en 1963-1964 par le Bureau of Reclamation indique un affaissement moyen de 118 mm depuis 1935, ce qui est cohérent avec les environ 120 mm cités pour l'ouvrage. Le maximum de 218 mm, en revanche, est enregistré au centre du bassin du lac, et c'est ce chiffre qui est arrondi à 22 cm.