L’analyse de la configuration des versants est essentiellement appréhendée en terme de pente et de couverture détriti- que. La confrontation des données permet ensuite d’élaborer une carte géomorpho- logique des versants.
FIGURE28 – Grille de comptage de la végétation appliquée sur
un quadrat d’1 m2.
Sur la photo orthorectifiée du quadrat, une grille de comptage est appliquée afin d’estimer le taux de recouvrement végétal. Ici, le quadrat se caractérise par un taux de recouvrement de 64 %, avec une végétation muscinale.
de la taille des particules puis la fré- quence cumulée a ensuite été calculée avec le logiciel XlStat. Les percentiles ont été déterminés à partir de la courbe de distribution puis utilisés pour comparer des classes de taille ou pour dériver des paramètres comme la moyenne ou le tri qui caractérisent la distribution. L’orienta- tion des sédiments (fabrique du dépôt) a été estimée à partir de l’angle entre l’axe le plus long et l’axe de la pente du dépôt. Trois classes ont été retenues : parallèle à la pente, oblique et perpendiculaire à la pente. La forme des particules (morpho- métrie du dépôt) a été caractérisée visuel- lement, selon le degré d’émoussé. Quatre types ont été distingués : anguleux, sub- anguleux, sub-arrondi, arrondi. La nature lithologique a également été déterminée visuellement à partir d’échantillons récol- tés sur le terrain.
2.1.3.
La détermination des processus
La réalisation de profils topo-sédimento- logique à la surface des dépôts permet de déterminer les processus qui ont participé à leur mise en place.
Les tabliers d’éboulis, associés à des pro- cessus de gravité pure, présentent des pro- fils longitudinaux tendus, proches de 35° (Francou, 1988 ; Francou et Hétu, 1989). La texture dépend de la fracturation de la paroi : une texture grossière est associée à des roches massives tandis que des élé- ments plus fins sont issus de parois plus fracturées (Wilson, 1990). Le matériel est plutôt anguleux et la taille des particules augmente de la zone proximale vers la zone distale. Quant à l’orientation des débris, elle est plutôt aléatoire dans la partie proxi- male et parallèle à la pente dans la partie distale (Caine, 1967 ; McSaveney, 1971 ; McCalpin et al., 1993 ; Bertran et al., 1997).
Les débris mobilisés par les avalanches forment des langues de blocs bordées par des talus raides (Rapp, 1959) ou des cônes caractérisés par une concavité aval bien marquée (Bertran et Jomelli, 2004). Les pentes longitudinales varient ainsi de 30° dans la partie proximale à 10° dans la partie distale (Jomelli, 1997, 1999). Les éléments se distinguent par une forte hétérométrie et un mauvais classement longitudinal, même si les débris les plus grossiers se situent pré- férentiellement dans la partie distale (Jomelli et Francou, 2000).
Les cônes associés au déclenchement de coulées de débris se caractérisent par la présence de chenaux individualisés par des levées. Les pentes longitudinales varient de 25-30° dans la partie proximale à 10° dans la partie distale (Francou et Hétu, 1989 ; André, 1993 ; Mercier, 2001, 2002). Les débris présentent un grano- classement inverse (décroissance des blocs d’amont en aval) et peuvent présen- ter une morphométrie variée, de l’angu- leux à l’arrondi.
2.1.4.
Le degré de stabilité des dépôts
Le degré de stabilité des dépôts peut être appréhendé à travers le taux de recouvre- ment végétal de surface. Comme l’analyse sédimentologique, l’analyse du couvert végétal s’est faite de manière numérique, à partir de photographies de quadrats. Sur chaque photo orthorectifiée, une grille de 100 carreaux (10x10) a été digita- lisée. Le recouvrement végétal est estimé par comptage des carreaux dont la sur- face est recouverte à plus de 50 % par la végétation (FIG. 28). Lorsque plusieurs carreaux présentent des surfaces de végétation inférieures à 50 %, des regrou- pements sont opérés. Le couvert végétal
CONTEXTUALISATION DE LA RECHERCHE A 1 2 3 B C 87
2.2.2.
Le calcul du rapport Ho/Hi
Le calcul du rapport Ho/Hi est une méthode mise au point par C. Ballantyne et C. Harris (1994) qui a ensuite été large- ment développée par D. Sellier (2002). Ce rapport exprime la relation entre la hau- teur d’un versant et sa couverture détriti- que : Hi désigne le dénivelé du versant, tandis que Ho représente le dénivelé de la surface détritique. Ainsi, lorsque le rap- port Ho/Hi est proche de 1, la paroi rocheuse est entièrement recouverte de débris, les pentes sont alors ajustées et l’évolution complète.
Le rapport Ho/Hi a été calculé à partir d’une photographie aérienne de 1997 dra- pée sur le MNT. Par photo-interprétation, les couvertures de débris ont été distin- guées des parois rocheuses le long de pro- fils de versant. Les altitudes ont ensuite été extraites du MNT pour calculer les dénivelés des ensembles respectifs.
2.2.3.
La synthèse des données
au sein d’une carte géomorphologique
La carte géomorphologique a deux buts : spatialiser les modelés et proposer des interprétations d’organisation des formes du paysage. Dans cette étude, elle a été réalisée afin de montrer les disparités spatiales qui existent entre les versants d’une même vallée.
Plusieurs documents iconographiques ont été utilisés :
– la carte topographique au 1/25 000 de 1982 a servi à la réalisation du fond de carte ;
– la carte géologique au 1/250 000 a per- mis de cartographier les grandes unités lithologiques de la région ;
– plusieurs jeux de photographies aérien-
nes (1945, 1960, 1997 et 2003 pour la vallée de la Morsá, 1945, 1968, 1980,1997 et 2003 pour la vallée de la Skaftá) ont fait l’objet d’une photo-interprétation afin de carto- graphier les grands modelés de versant. Ces documents ont pu être géoréférencés et insérés au sein d’un Système d’Infor- mation Géographiques (SIG) avec le logi- ciel ArcGis. Les observations de terrain faites lors des trois missions de terrain estivales (2005, 2006 et 2007), ont été repérées au GPS (précision d’environ 6 m) et ont complété la cartographie.
2.2.1.
La mesure des pentes
D’un Modèle Numérique de Terrain (MNT – reconstitution en 3 dimensions d’un relief) peuvent être extraits des profils topogra- phiques et des données de pentes.
Le MNT des versants de la région de Skaf- tafell a été réalisé à partir de la carte topographique au 1/24 000. Les courbes de niveau, équidistantes de 20 m, ont été digitalisées avec le logiciel ArcGis. La représentation numérique de surfaces à partir des courbes de niveau a ensuite nécessité une interpolation mathémati- que. Il existe plusieurs modes d’interpola- tion, qui doivent être choisis en fonction de la finalité de la représentation (cf. élé- ments de synthèse in Brunstein, 1999) : – La méthode des moyennes pondérées interpole la valeur de l’altitude en un point en calculant la valeur moyenne pondérée des altitudes dans son voisinage. Elle nécessite un semis de points d’altitudes très dense et bien réparti et est peu adap- tée à des reliefs peu contrastés.
– Les méthodes d’interpolation polyno-
miale consistent à calculer des équations de courbes qui s’ajustent à un petit nom- bre de données tout en assurant la conti- nuité de la surface.
– Les fonctions spline ont pour caractéris- tique le fait que la courbe est construite, non pas à l’aide d’une seule équation, mais à l’aide d’un système de deux équa- tions qui ont un paramètre commun qui varie de 1 à 0 (ex. x(t) = a + bt + ct2+ dt3 ; y(t) = e + ft + gt2+ ht3; z(t) = i + jt + kt2+ lt3). Cette méthode a tendance à minimiser la courbure générale de la surface, elle aboutit à une surface lisse qui passe exac- tement par les points entrés.
– Le krigeage fait intervenir des méthodes de géostatistique. Il consiste à définir une fonction qui détermine la valeur d’un point à partir de valeurs connues du plan. Cette approche repose sur le degré de similarité entre les points connus, c’est-à-dire sur la covariance entre les points en fonction de la distance entre ces points (Armstrong et Carignan, 1997). L’interpolation se fait en deux étapes : la caractérisation du comportement de l’altitude à partir de points connus (représenté sous forme de variogramme) et le calcul des pondéra- teurs et l’estimation de l’altitude.
Ces méthodes d’interpolation sont expli- quées plus en détail dans l’ouvrage de P. Burrough et R. McDonnell (1998). Pour construire le MNT des versants, une interpolation par krigeage ordinaire a été réalisée, en utilisant un variogramme gaussien (FIG. 29). Une carte des pentes peut ensuite être extraite, ainsi que des profils topographiques (outil EasyProfiler).
Les données de pentes permettent d’ap- préhender le degré d’évolution des ver- sants à travers la forme des profils de ver- sant et la vigueur du relief. La prise en compte de la couverture détritique apporte un complément d’informations.
CONTEXTUALISATION DE LA RECHERCHE A 1 2 3 B C 89
88 CONTEXTUALISATION DE LA RECHERCHE A 1 2 3 B C
FIGURE29 – Modèle Numérique de Terrain de la vallée de la Morsá.
Vue depuis l’ouest.
À partir de la numérisation des courbes de niveau (équidistance : 20 m), un krigeage ordinaire des données a été effectué, avec un variogramme gaussien. Pour faciliter la visualisation du relief, une photographie aérienne de 1960 a été drapée.
trois axes permettent le calcul du “diamè- tre nominal” du bloc (Bunte et Abt, 2001). Le diamètre nominal consiste en une approche tri-dimensionnelle et se définit comme le diamètre qu’une particule aurait si son volume était équivalent à celui d’une sphère. Il se calcule selon la formule :
Dn= (a.b.c)1/3
L’obtention du diamètre nominal permet le calcul du volume du bloc VD:
VD= (π/6)(a.b.c)
Ainsi, le volume des dix plus gros blocs de chaque dépôt a été calculé, afin de rendre possible une comparaison entre les diffé- rents sites.
Dans une démarche de quantification et d’évaluation de rythmes de production sédimentaire, les processus mesurés ont été rapportés à une période. Les blocs mesurés ont ainsi été datés par lichéno- métrie (pour la méthode détaillée, cf. ce chapitre – 1.1.3). Les lichens sont tous échantillonnés sur le même bloc, afin de connaître le temps écoulé depuis la mise en place du bloc.
Cette méthode ne permet pas l’estimation de volumes globaux de matériel mobili- sés, mais permet de comparer l’impact relatif de plusieurs écroulements, ainsi que d’établir un calage chronologique pour les principaux écroulements.
3.2.