Caractérisation structurale en profondeur

Sur la Figure III-13a sont localisées quatre galeries permettant d’observer la fracturation en profondeur. Trois de ces galeries sont d’anciennes galeries de mines situées aux cotes 585, 670, et 900m. Avec des entrées localisées dans la partie stable du versant (zone 4) les galeries 585 et 670 ont été respectivement creusées sur 240 et 88 m de long dans la zone très active du mouvement (zone 3). La galerie 900 longue de 60 m est quant à elle localisée à la limite entre les zones 1 et 2. La 4^ème galerie située à la cote 710 m dans la zone 2 correspond à la galerie de reconnaissance géologique creusée sur une longueur de 240 m. Pour chacune de ces galeries des relevés de la fracturation ont été réalisés par le CETE [Vengeon, 1998; Kasperski, 2008]. Nous proposons ici de réaliser une analyse structurale sur la base de ces relevés.

Pour cela nous avons dans un premier temps représenté pour l’ensemble des fractures relevées dans ces quatre galeries (1) la direction de la fracture dans un diagramme en rosace (Figure III-13b), (2) la direction du pendage dans un graphique radar (Figure III-13c) et (3) son inclinaison

dans un diagramme en rosace (Figure III-13d). Cette première analyse permet de définir les tendances générales qui se dégagent pour la fracturation en profondeur à savoir les directions principales du plan de fractures et du pendage et les principales inclinaisons du pendage. Les directions de fractures présentées sur le diagramme en rosace (Figure III-13b) peuvent ainsi être regroupées autour des cinq mêmes directions mises en évidence par l’analyse structurale de surface. A ces directions on peut ajouter une 6^ème direction N150 ± 10°. Avec 29 % de la fracturation (Tableau III-2) l’orientation N100±10° apparait comme l’orientation dominante. On retrouve pour les autres directions des pourcentages assez proches suggérant une distribution équivalente de la fracturation entre chacune de ces orientations (Tableau III-2). Les relevés réalisés dans ces galeries ont également fournis des données concernant l’orientation et l’inclinaison du pendage de ces fractures. Pour les directions de pendage reportées sur le graphique radar (Figure III-13c), trois directions principales sont identifiées N, NE et S. Elles représentent à elles trois 60% de la fracturation, le reste étant à peu près équi-réparti entre les cinq directions restantes (E, SE, SW, W et NW). Pour l’inclinaison de ces fractures, trois intervalles regroupant chacun 1/3 de la fracturation ont été définis : 30 à 60°, 60 à 80° (fractures subverticales) et 80 à 90° (fractures verticales).

Figure III-13 a) Schéma structural du versant de Séchilienne avec localisation des quatre galeries (g.585, g.670, g.710, g.900). b) mesure de la direction des fractures (diagramme en rosace, intervalle = 10°) observées dans l’ensemble des galeries c) mesure de la direction du pendage (diagramme radar) des fractures observées pour chacune des galeries. d) inclinaison du pendage (diagramme en rosace, intervalle = 10°) des fractures observées pour chacune des galeries. e) ensemble des mesures (direction des fractures, direction du pendage, inclinaison du pendage) pour les galeries 585, 670, 710 et 900.

Tableau III-2 Caractéristiques de la fracturation (direction de la fracture, direction et inclinaison du pendage) relevée dans les quatre galeries présentes sur le versant de Séchilienne.

Nous avons par la suite analysé chacune de ces galeries individuellement pour préciser les premières observations et mettre éventuellement en évidence des caractéristiques de la fracturation (directions de la fracture, direction ou inclinaison du pendage) propres à chacune des galeries :

Galerie 585 m : Les fractures relevées dans la galerie 585m sont majoritairement regroupées (environ 80%) autour de trois directions principales : N40 ± 10°, N70 ± 10° et N100 ± 10°. Deux directions moins importantes N130 ± 10° et N150 ± 10° avec respectivement 15 et 7 % ont également été identifiées. Aucune fracture N10 ± 10° n’a été relevée dans cette galerie. Le diagramme en radar Figure III-13e révèle pour cette fracturation un pendage Sud prédominant avec prés de la moitié de la fracturation relevée (42 %, Tableau III-2). A cette direction peuvent être associées les directions inter cardinaux Sud-Est (19 %) et Sud-Ouest (22 %). Pour l’inclinaison du pendage celle-ci est globalement verticale (intervalle 80 à 90°) avec plus de 50 % de la fracturation. Les fractures comprises entre 30 et 60° sont également nombreuses avec 31 % de la fracturation. Pour cet intervalle le maximum de fractures est observé entre 40 et 50°.

Galerie 670 m : Pour la galerie 670 localisée à proximité de la galerie 585 le diagramme en rosace associé met en évidence une direction N40 ± 10° majoritaire (43 % de la fracturation) à laquelle s’ajoutent deux directions secondaires N10 ± 10° et N100 ± 10° représentant chacune 20 % de la fracturation. A ces directions de fracturation s’ajoutent la direction N70 ± 10 minoritaire (4% de la fracturation) et N100±10° mieux exprimée (13 % de la fracturation). La fracturation présente dans cette galerie un pendage majoritairement Sud (63 % de la fracturation) avec toutefois 2 direction secondaires Nord (13 % de la fracturation) et Est (17 % de la fracturation). Les autres directions sont

Galerie 710 m : on retrouve pour les fractures relevées dans la galerie de reconnaissance l’ensemble des directions identifiés dans les galeries 585 et 670. La majorité de la fracturation (65%) est toutefois située entre N100 ± 10° et N150 ± 10°. A noter la présence de nombreuses fractures avec une direction comprise entres les directions N100 ± 10° et N130 ± 10° (11%). Pour la fracturation restante, elle se repartie essentiellement entre les directions N70±10° (13%), N10±10° (11 %) et N40 ± 10° (9 %). Le diagramme radar associé à cette galerie montre un pendage globalement Nord à Nord-Est (52 % de la fracturation) avec une inclinaison allant de 30 à 90°. Les intervalles 30-60°, 60-80° et 80-90° représentent respectivement 38, 39 et 23 % de l’inclinaison adoptée par la fracturation. Pour les intervalles 30-60° et 60-80° on peut distinguer un maximum entre 40-50° et 60-70°

Galerie 900 m : la galerie 900 située au dessus de la galerie 710 présente une fracturation orientée majoritairement N100 ± 10° à N150 ± 10° (68 % de la fracturation) avec une direction N100 ± 10° bien exprimée. Le pourcentage restant de la fracturation est quant à lui partagé entre les directions N70 ± 10° (11%), N10 ± 10° (11 %) et N40 ± 10° (9 %). On retrouve pour cette galerie des fractures presque essentiellement pentées vers le Sud/Sud-Ouest (66 % des fractures) avec une inclinaison globalement comprises entre 60 et 80° (50 %).

Pour pouvoir comparer les caractéristiques de la fracturation observée dans chacune des galeries nous avons sur les histogrammes de la Figure III-14 représenté l’ensemble des données présentées dans le Tableau III-2.

Figure III-14 Histogrammes des caractéristiques de la fracturation observée dans les galeries 585 (bleu), 670 (rouge), 710 (vert) et 900 (violet). a) direction de la fracturation b) direction du pendage et c) inclinaison du pendage.

Sur le graphique a de la Figure III-14, sont présentées les données concernant les directions adoptées par la fracturation relevée dans chacune des galeries. L’analyse de ce graphique montre tout d’abord que de façon assez générale la fracturation est assez bien repartie entre les différentes directions identifiées, ce qui explique que l’on n’observe pas pour l’ensemble des galeries de direction fortement prédominante. On peut également noter la bonne correspondance entre les galeries 710 et 900 qui présentent pour chacune des directions des pourcentages de fracturation assez proches. Cette observation est également faite entre l’ensemble des galeries pour les directions N100 ± 10° et N130 ± 10°. Ce graphique révèle de plus que des directions sont mieux exprimées dans certaines galeries. C’est notamment le cas des directions N10 ± 10° et N40 ± 10° mieux exprimées dans la galerie 670 ou encore N70 ± 10° dans la galerie 585.

Les données concernant la direction du pendage des fractures présentes dans les différentes galeries ont été représentées sur le graphique b (Figure III-14). Son analyse permet de mettre en évidence une direction de pendage globalement Sud pour la majorité des galeries à l’exception de la galerie 710 qui présente un pendage majoritairement penté vers le Nord.

Nous avons enfin représenté sur le graphique c (Figure III-14) les données d’inclinaison du pendage. On observe pour l’ensemble des galeries une fracturation majoritairement subverticale à verticale. Bien que moins importante une fracturation moins inclinée entre 30-60° est également présente dans chacune des galeries. On peut également noter la bonne correspondance entre les galeries situées à proximité 585-670 et 710-900.