Au Japon, un sous-terrain géant anti-inondation

Gros plan sur le réservoir de Kasukabe, un système anti-inondation aux dimensions gigantesquesAu Japon, un sous-terrain géant anti-inondationRain Rain Go Away : gestion des inondations souterraines à Tokyo                Presque tous les pays de la planète ont été touchés par le changement climatique, d’une manière ou d’une autre. Le Japon, par exemple, a été ravagé par des inondations massives qui ont infligé de lourds dégâts à Tokyo, la capitale, ainsi qu’à d’autres parties du pays. Les métropoles en béton tentaculaires du monde entier sont particulièrement sensibles aux inondations, en raison du manque de sol, de végétation et d’arbres absorbant la pluie qui peuvent absorber l’excès d’eau après une pluie torrentielle.

Le changement climatique a entraîné une augmentation de la gravité des phénomènes météorologiques au cours des dernières années. Le béton étant une terrible éponge d’eau de pluie, les inondations sont devenues un problème majeur pour de nombreuses villes métropolitaines, y compris Tokyo, qui est située sur une plaine inondable plate de sol alluvial et mou dans un climat de mousson avec des typhons réguliers. La montée des océans a également rendu la région métropolitaine de Tokyo vulnérable aux ondes de tempête, tandis que des années de pompage des eaux souterraines ont fait couler certaines parties de la ville de 15 pieds au cours des dernières décennies, de vastes zones de la métropole se trouvant désormais sous le niveau de la mer, à peine protégées par digues vieillissantes.Les zones basses du centre-ville de Tokyo ont été ravagées par de terribles inondations depuis les années 1950 et 1960, lorsque de violents typhons et de fortes pluies ont détruit de grandes parties de la ville. Les résidents qui ont grandi à Tokyo pendant cette période se souviennent que les inondations faisaient régulièrement partie de leur vie quotidienne. Certains se souviennent même avoir vu de gros poissons d’eau douce nager dans les rues inondées de Tokyo, prêts à être attrapés par des résidents aventureux et des enfants du quartier pour leur prochain repas.Ces catastrophes climatiques n’ont fait qu’empirer ces dernières années, les inondations historiques qui ne se produisaient auparavant qu’une fois tous les 200 ans devenant désormais beaucoup plus courantes. Les experts estiment que ces développements peuvent être attribués en grande partie aux effets de la hausse des températures moyennes et à la modification des régimes de précipitations, tous deux causés par le réchauffement climatique.

L’effet d’îlot de chaleur – dans lequel les zones fortement urbanisées connaissent des températures plus élevées que les régions périphériques – pourrait également être en partie responsable des averses intenses et localisées qui submergent régulièrement Tokyo de plus de 100 mm de pluie en moins d’une heure.Des études officielles menées par le gouvernement japonais ont révélé que sans un système anti-inondation efficace, le Japon pourrait dépenser 148 milliards de yens (1,4 milliard de dollars) en frais de nettoyage après une catastrophe chaque année. Ce système a finalement été mis en service par le gouvernement après une série d’inondations catastrophiques qui ont fait des dizaines de morts et submergé 30 000 maisons en 1991. Il a fallu plus d’une décennie pour achever le projet unique de prévention des inondations souterraines qui protège aujourd’hui la ville. de catastrophes similaires qui pourraient potentiellement faire plus de victimes.Un système anti-inondation de classe mondiale

Le gouvernement japonais a passé dix-sept ans (et 2,6 milliards de dollars) à construire le soi-disant « Parthénon souterrain » qui protège désormais Tokyo des inondations régulières. Un gigantesque système d’inondation souterrain (sans doute le système le plus avancé au monde en son genre) aide à rediriger l’eau de pluie loin de la ville, chaque fois que Tokyo subit une averse torrentielle (ou un typhon) susceptible de provoquer des inondations.Le projet, connu sous le nom de réservoir d’inondation de Kasukabe, comprend un réseau de tunnels massifs, d’énormes piliers, d’énormes pompes et des réservoirs d’eau gargantuesques qui, ensemble, aident à détourner les eaux de crue des 35 millions d’habitants de Tokyo. La ville (et sa banlieue) est sillonnée de près d’une centaine de rivières et de canaux, qui ont tendance à déborder après un violent orage ou un typhon. Le système anti-inondation de Kasukabe redirige cette eau débordante dans des silos et des tunnels souterrains, pour finalement se déverser dans la rivière Edogawa.Le système Kasukabe a plus de cinq étages de profondeur et est suffisamment grand pour accueillir deux terrains de football entiers. Dans l’ensemble, le tunnel central s’étend sur une superficie de 6,5 kilomètres sous terre. Composé de nombreux grands piliers pesant plus de 500 tonnes chacun, le réservoir est dans certaines parties assez profond pour contenir la Statue de la Liberté.

Les piliers en flèche qui soutiennent la structure aident également à briser l’élan de l’eau lorsqu’elle s’écoule à travers les tunnels, avant de se jeter dans la rivière Edo. Ceci est important car le réservoir peut libérer les eaux de crue accumulées dans la rivière à un débit équivalent à celui d’une piscine de 25 mètres déchargée chaque seconde avec la puissance d’un moteur à réaction. La gestion de la force de l’eau qui s’écoule, à l’aide des 59 piliers de la cuve centrale, est essentielle pour la stabilité de la structure.La construction du réservoir d’inondation de Kasukabe a entraîné une diminution de 90 % du nombre de foyers et d’entreprises touchés par les dégâts des eaux entre les mois de juin et octobre, la saison des pluies et des typhons au Japon. Lorsqu’il n’est pas utilisé, le système anti-inondation est ouvert aux touristes et aux visiteurs, principalement dans le but de sensibiliser à l’importance de la gestion des catastrophes.

Le gouvernement japonais a collaboré avec le Japan Institute of Wastewater Engineering Technology (JIWET) pour construire le système Kasukabe. Officiellement intitulée Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel, l’installation massive comprend un réservoir de surtension souterrain en forme de cathédrale de 580 pieds de long, 213 silos de régulation de débit et plusieurs kilomètres de tunnels interconnectés pouvant pomper environ 200 tonnes d’eau par seconde.La salle d’opération gérant l’ensemble de l’infrastructure de drainage souterrain est utilisée pour contrôler en toute sécurité le débit d’eau à travers chaque installation d’entrée. Comme le corps humain, la salle d’opération agit comme le cerveau de l’ensemble du système tandis que les pompes servent de cœur, envoyant le sang aux différentes parties et organes. La salle d’opération – composée d’ingénieurs, d’analystes et de mécaniciens – consolide et dirige le fonctionnement des différentes parties pour assurer la sécurité et une efficacité optimale.La construction a commencé en 1992 et s’est achevée en 2006, et depuis lors, le système anti-inondation de Kasukabe a protégé la région métropolitaine de Tokyo d’énormes revers financiers chaque année pendant la saison des pluies. L’excès d’eau des rivières mineures dans et autour de la ville est collecté via cinq silos de confinement en béton, reliés à un long tunnel central.Chacun des silos de confinement mesure 30 m de large et 70 m de haut, ce qui rend le réservoir suffisamment grand pour faire face aux inondations même des calamités les plus dévastatrices. Conçus pour absorber le volume d’eau de ces inondations incroyables, ces silos inclinent l’eau entrante pour qu’elle coule le long des murs circulaires dans un vortex, afin de réduire l’impact de l’eau qui s’écrase après une forte pluie. Un tunnel souterrain, situé sous une artère majeure de Tokyo connue sous le nom d’autoroute 16, transporte ensuite l’eau collectée vers le réservoir tampon de Kasukabe.

Une fois que le temps est revenu à la normale, l’eau stockée est pompée dans la rivière Edo, d’où elle peut être rejetée en toute sécurité dans la baie de Tokyo sans risque de nouvelles inondations. Les énormes pompes utilisées pour pousser l’eau à travers les tunnels auraient été calquées sur des pompes-fusées.

En effet, on peut dire que Tokyo a construit une toute nouvelle rivière à 50m sous la ville, histoire de contenir les eaux de crue. De puissantes turbines (modifiées à partir de moteurs d’avions à réaction) sont utilisées pour faire fonctionner l’énorme système anti-inondation, ainsi que ses nombreuses pièces interdépendantes. Bien qu’il ait profité au pays dans son ensemble, le système a été le plus bénéfique pour ceux qui vivent et travaillent dans le bassin de Nakagawa, une zone de basse altitude en dessous du niveau de la rivière Edo.Depuis son inauguration, cet impressionnant exploit d’ingénierie a fait l’objet d’études approfondies par des ingénieurs du monde entier. Le réservoir d’équilibre souterrain, qui ressemble à une cathédrale ou à un temple, est également un élément populaire sur l’itinéraire de nombreux visiteurs de la ville de Tokyo.

Les visites guidées du réservoir ont gagné en popularité après que le réservoir d’équilibre a été largement présenté dans divers types de médias nationaux et internationaux, notamment des jeux vidéo, des films et des publicités. Par exemple, une publicité télévisée de 2006 pour la marque automobile britannique Land Rover a utilisé le système Kasukabe comme lieu de tournage principal. Parce que l’espace ressemble à un temple, certaines émissions de télévision et certains films l’ont également utilisé comme décor pour filmer des scènes mystiques.                                              Cependant, les visiteurs étrangers doivent louer les services d’un traducteur local car la visite guidée n’est, jusqu’à présent, proposée qu’en japonais. En tout, il y a sept circuits par jour, et ils ont lieu tous les jours de la semaine pendant la saison sèche. Chaque séance dure une cinquantaine de minutes au total. Pour les visiteurs étrangers, l’une des attractions les plus remarquables est que le dernier film Hunger Games (Mockingjay – Partie 2) a utilisé le réservoir et le réservoir de surtension pour certaines des scènes souterraines du Capitole.Conséquences de l’installation du système anti-inondation

Après plus d’une décennie de fonctionnement, la rivière artificielle sous Tokyo s’avère extrêmement efficace. Depuis la construction de l’installation, le nombre d’inondations (et les dommages qui en résultent) a presque diminué de moitié, même dans les mêmes conditions météorologiques qu’auparavant.

Le sol excavé – lors du creusement des tunnels et des silos – a été utilisé pour construire de plus grandes digues ou des berges le long des rivières. Au cours des dernières années, les digues qui régulent les niveaux d’eau et empêchent les rivières de déborder ont été renforcées et élargies pour une meilleure protection.Les nouvelles berges ont été spécialement conçues pour s’assurer qu’elles ne s’effondreront pas même sous une contrainte massive, comme lors d’un tremblement de terre ou lorsqu’elles sont submergées sous l’eau lors d’une grande inondation. Cela a encore renforcé la protection de Tokyo contre les inondations, car les catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre sont malheureusement monnaie courante dans la région. Selon une étude sur les risques de catastrophes naturelles menée en 2014 par la compagnie d’assurance Swiss Re, Tokyo (avec sa ville portuaire voisine de Yokohama) forme la zone métropolitaine la plus risquée au monde, constamment menacée par des précipitations extrêmes, des typhons, des tremblements de terre et des tsunamis.

Selon Nobuyuki Tsuchiya, ancien chef du génie civil du quartier inondable d’Edogawa à Tokyo, qui travaille actuellement en tant qu’expert et consultant indépendant en matière de lutte contre les inondations, « Tokyo fait face à des dangers de tous côtés ». Même avec l’impressionnant système anti-inondation en dessous, il ne croit pas que la ville en fasse assez pour conjurer le danger potentiel posé par les inondations.

Des tempêtes dévastatrices et de violents typhons ont fait des ravages dans le grand Tokyo à la fin de 2015, provoquant l’écoulement d’un record de 670 millions de pieds cubes d’eau dans l’installation souterraine. Les quatre grosses pompes (alimentées par des moteurs de fusée) ont mis près de cinq jours pour déverser l’eau dans la baie de Tokyo et dégager le déluge.

Malgré l’ampleur inimaginable de l’ingénierie qui a eu lieu sous le sol, les habitants de Tokyo sont relativement peu conscients du « Parthénon » souterrain qui les protège d’une autre calamité comme celle qui a ravagé la ville en 1991.

Pourtant, s’il est correctement reproduit et mis en œuvre dans les autres régions urbanisées et sujettes aux inondations du monde, ce système pourrait être très utile à l’économie mondiale, en sauvant des actifs et des vies qui en valent la peine. La technologie d’avant-garde avec ses réservoirs d’eau à pression réglable a déjà attiré l’attention des experts de la lutte contre les inondations en Corée du Sud, en Chine et dans d’autres pays asiatiques.

L’apparition de tempêtes de pluie plus fréquentes et plus intenses à Tokyo (en partie l’effet du réchauffement climatique) a, ces dernières années, contraint de nombreux responsables à se demander si les protections anti-inondations de la région sont suffisamment solides ou non. Au cours des trois dernières décennies, il y a eu une augmentation de 30% de l’incidence des précipitations mesurant plus de deux pouces par heure, selon les estimations publiées par l’Agence météorologique japonaise.

Le gouvernement devra peut-être bientôt construire des systèmes anti-inondations plus vastes et plus durables dans d’autres parties du pays, mais un défi majeur réside dans la détérioration des finances publiques du Japon. Les travaux sur l’installation de Kasukabe ont commencé au début des années 1990, lorsque le pays investissait massivement dans de grands projets de travaux publics.

Mais avec les coûts croissants du soutien d’une population vieillissante et une dette publique cumulée plus de deux fois supérieure à la taille de l’économie nationale, l’administration japonaise actuelle pourrait avoir du mal à financer des projets de lutte contre les inondations aussi ambitieux (si nécessaire).

Pourtant, il est indéniable que l’installation de Kasukabe a grandement profité à la région métropolitaine de Tokyo depuis qu’elle est devenue opérationnelle. Dans les zones basses de la ville, où l’installation souterraine a le plus contribué à réduire les dommages causés par les inondations, l’industrie locale a prospéré, permettant la construction de nouveaux centres commerciaux et de grands centres de distribution de commerce électronique.Cependant, l’adaptation à un risque climatique majeur ne peut jamais être unidimensionnelle, et l’investissement dans les infrastructures doit être associé à des programmes de sensibilisation du public aux risques, à des initiatives de zonage et d’utilisation des terres et au développement de compétences de survie en cas de catastrophe parmi les résidents locaux et les propriétaires d’entreprises. Cela impliquerait de les familiariser avec les protocoles d’évacuation, les cartes des risques d’inondation, les clapets anti-retour des égouts, et bien plus encore, afin qu’ils puissent se protéger en cas de catastrophe qui ne peut être contrôlée uniquement par la technologie et l’infrastructure artificielles.

Rain Rain Go Away : gestion des inondations souterraines à TokyoLes rivières ont toujours soutenu et soutenu Tokyo, fournissant de l’eau pour l’agriculture et transportant des marchandises le long des voies navigables de la ville. Cependant, lorsqu’il pleut, ces rivières peuvent devenir la plus grande menace pour Tokyo. Au fil des ans, divers systèmes ont été développés pour contrôler le débit d’eau à travers Tokyo, mais une série de fortes tempêtes a submergé les défenses contre les inondations de la ville dans les années 1980 et 1990. Ces tempêtes ont provoqué des inondations et des dommages massifs dans de grandes parties de la ville et ont obligé les urbanistes à se démener pour trouver de nouvelles façons de protéger la ville des pluies de plus en plus abondantes. Normalement, la solution la plus simple serait de construire un réservoir ; la question était de savoir comment construire un réservoir dans une ville deux fois plus dense que New York. La réponse : construisez-le sous terre.

Un système conçu pour renforcer les défenses contre les inondations de Tokyo est le canal de décharge souterrain extérieur de la zone métropolitaine, qui a été achevé en 2009. Aussi connu sous le nom de G-Cans, le canal de décharge est le plus grand système souterrain de dérivation des eaux de crue au monde. Il a fallu 17 ans et des milliards de dollars pour réaliser le projet, mais ses avantages pour la ville sont incommensurables.

G-Cans est relié à cinq des rivières de Tokyo via des puits de drainage verticaux, chacun suffisamment grand pour contenir la Statue de la Liberté avec de la place à revendre. Ces drains sont reliés par un tunnel souterrain de quatre milles de long, à travers lequel l’excès d’eau des fortes pluies se déplace pour être collecté dans l’énorme réservoir souterrain du canal, surnommé The Underground Temple. Une fois la tempête passée, l’eau du réservoir est pompée dans la rivière Edo à un débit combiné de 53 000 gallons par seconde, ce qui équivaut à vider complètement une piscine de taille olympique toutes les 12,5 secondes. Lorsqu’il n’est pas rempli d’eau, le temple souterrain est une attraction touristique populaire et a même été utilisé comme plateau publicitaire pour le cinéma et la télévision.Au cours des dernières décennies, l’intensité et la fréquence des tempêtes de pluie à Tokyo ont considérablement augmenté. En moyenne, Tokyo reçoit environ 60 pouces de précipitations annuelles. C’est à peu près la même chose qu’à Miami, en Floride, qui reçoit plus de cinquante pour cent de pluie en plus que la moyenne nationale américaine. En comparaison, la ville de New York reçoit environ 45 pouces de pluie par an. Ces dernières années, des averses localisées appelées «orages de guérilla» sont également devenues un problème à Tokyo, taxant davantage les systèmes de drainage locaux et donnant une impulsion à l’expansion du réseau de dérivation des eaux de Tokyo.

Le réservoir de régulation souterrain de Furukawa, qui devrait être achevé plus tard cette année, sera le prochain ajout au réseau d’installations souterraines de stockage d’eau de Tokyo. La rivière Furukawa serpente à travers les quartiers Shibuya et Minato de Tokyo, qui comptent parmi les quartiers les plus densément peuplés de Tokyo. En raison de contraintes d’espace, le réservoir est construit à 50 pieds directement sous le cours de la rivière, ce qui fait souvent des virages aigus qui compliquent sa construction. Une fois terminé, le tunnel de drainage de deux milles de long et de 26 pieds de diamètre pourra contenir 35 663 227 gallons d’eaux pluviales, ce qui équivaut au volume de 54 piscines olympiques.Des systèmes tels que le canal de décharge souterrain extérieur de la zone métropolitaine et le réservoir de régulation souterrain de Furukawa ont considérablement réduit les inondations et les dommages causés par les fortes pluies. C’est aussi en grande partie grâce à ces sortes de systèmes souterrains et à l’abri des regards protégeant Tokyo qu’il est rare de voir des flaques d’eau stagnante dans les rues de la ville, même après les pluies les plus abondantes. Alors que Tokyo continue de s’adapter à l’évolution des conditions météorologiques, il est probable que ces systèmes continueront de jouer un rôle clé dans la protection de la ville pendant de nombreuses années à venir.

Le «Parthénon» souterrain protège Tokyo des inondationsIl a été appelé le « Parthénon » souterrain du Japon, un complexe caverneux chargé de protéger Tokyo et ses environs contre les inondations catastrophiques – un risque que les experts avertissent augmente à mesure que le changement climatique progresse.

Au-dessus du sol, il n’y a pas grand-chose à révéler de l’exploit d’ingénierie semblable à une cathédrale qui forme le réservoir principal du réservoir d’inondation de Kasukabe, la plus grande installation de ce type au monde.

L’immense structure – assez profonde dans certaines parties pour contenir la Statue de la Liberté – évacue et redirige l’excès d’eau des tempêtes et des typhons, protégeant l’une des capitales les plus peuplées du monde.

Des piliers en flèche pesant 500 tonnes chacun soutiennent le réservoir principal, un réservoir en béton nu de la longueur de deux terrains de football.

Le personnel de l’installation de Saitama, au nord de Tokyo, est en alerte constante, en particulier pendant la saison des pluies et des typhons au Japon, de juin à fin octobre.

« Dans cette zone, les pluies torrentielles, les typhons et même les précipitations quotidiennes peuvent causer des dégâts en submergeant les maisons et les routes », a déclaré à l’AFP le chef du site, Nobuyuki Akiyama.Le réservoir a contribué à réduire d’environ 90% le nombre de maisons touchées par les dégâts des eaux dans les zones voisines, a-t-il déclaré.

Rien qu’à Tokyo, une ville traversée par plus de 100 rivières, il existe 10 autres réservoirs souterrains et trois tunnels d’inondation, et d’autres structures de protection contre les inondations sont en cours de construction.

Et à Osaka, dans l’ouest du Japon, une installation d’inondation similaire au réservoir de Kasukabe est en cours de construction pour un coût de 366 milliards de yens (3,5 milliards de dollars). La construction devrait se terminer en 2044.

Mais les experts préviennent que davantage pourrait être nécessaire, car le réchauffement climatique rend de plus en plus courantes et catastrophiques ce qui était auparavant des tempêtes séculaires.

« Le Japon (…) a un climat dans lequel les inondations et les fortes pluies ont tendance à se produire fréquemment », explique Kei Yoshimura, professeur de météorologie à l’Université de Tokyo et spécialiste des crues fluviales.

« Mais en plus de cela, maintenant le réchauffement climatique progresse », a déclaré Yoshimura à l’AFP.

Plus de typhonsCes dernières années, les saisons des pluies et des typhons ont apporté régulièrement des destructions.

Des inondations massives et des glissements de terrain ont tué plus de 80 personnes dans l’ouest du Japon en juillet, et un typhon l’an dernier a tué près d’une centaine de personnes dans l’est du pays.

L’Agence météorologique du Japon affirme que le nombre de typhons qui menacent Tokyo chaque année a été multiplié par 1,5 au cours des quatre dernières décennies.

Le réservoir de Kasukabe est relié à un tunnel de 6,3 kilomètres (quatre milles) et le système peut libérer l’eau accumulée dans la rivière Edogawa voisine à un débit équivalent à l’évacuation d’une piscine de 25 mètres (83 pieds) chaque seconde, avec le puissance d’un moteur jumbo-jet.

Construit en 2006, pour un coût de 230 milliards de yens (2,2 milliards de dollars), l’installation entre en action environ sept fois par an.

L’excès d’eau s’écoule automatiquement et les opérateurs la pompent du réservoir principal lorsqu’il approche de la capacité, a déclaré Akiyama.

Cette année, il avait déjà été utilisé sept fois en septembre, avec de l’eau évacuée deux fois après une saison des pluies inhabituellement longue, a-t-il ajouté.

Des études officielles attribuent à l’installation unique le fait d’avoir économisé jusqu’à présent 148 milliards de yens en coûts de nettoyage après une catastrophe.

Les systèmes anti-inondations du Japon sont considérés comme de classe mondiale, le pays ayant tiré les leçons amères de plusieurs catastrophes majeures après la Seconde Guerre mondiale.

Mais des experts, dont Yoshimura, affirment que les infrastructures seules ne suffisent pas, en particulier avec la progression du changement climatique, et les autorités japonaises ont intensifié leurs efforts ces dernières années pour rappeler aux citoyens d’évacuer les maisons tôt sur demande.

Le système Kasukabe accepte les visiteurs lorsqu’il n’est pas utilisé, en partie pour promouvoir l’importance de la gestion des catastrophes.

« Cette installation souterraine est formidable mais ce n’est qu’une mesure de défense », a déclaré à l’AFP Toru Tamai, un retraité de 79 ans qui a récemment participé à une tournée.

« Je vis sur un terrain bas, donc les inondations sont un danger plus clair et plus présent que toute autre catastrophe naturelle », a-t-il ajouté.

« En fin de compte, vous ne pouvez compter que sur vous-même. »

https://sideprojects.site/modern-world/tunnel-system-protecting-tokyo-from-floods/

https://www.ny.us.emb-japan.go.jp/japaninfo/winter2016/04.html

https://phys.org/news/2020-10-underground-parthenon-tokyo.html