Causes du Grand glissement de Clermont

Afin de déterminer si le Grand glissement de Clermont a pu résulter d’une liquéfaction, il faudrait examiner certains critères permettant de mesurer la susceptibilité de liquéfaction d’un site. Tout d’abord, il y a le critère historique, c’est-à-dire que des processus de liquéfaction ont déjà été observés suite à un séisme ou suite à une investigation. Ce critère s’applique pour la région; quelques études, telles celles de Chagnon et Locat (1988) l’ont démontré. Certains types de déformation de matériaux comme les dykes de sable et les volcans de sable ont été liés au processus de liquéfaction de matériaux (Chagnon et Locat, 1988). Un inventaire réalisé en 1985 par Chagnon et Locat à l’aide de photographies aériennes a permis d’identifier de nombreux monticules et des structures circulaires, dont certains sont reliés à la liquéfaction induite par l’activité sismique. Dans la vallée du Gouffre, plus de 200 formes circulaires ont été répertoriées, tandis que dans la vallée de la rivière Malbaie les déformations étaient moins nombreuses. Plusieurs facteurs font que la liquéfaction est propice notamment l’importante activité sismique, la présence de matériel liquéfiable et la nappe phréatique à une faible profondeur (Chagnon et Locat, 1988).

Tuttle et Atkinson (2010) suggèrent que des tremblements de terre auraient produit des formes de liquéfaction dans des sédiments de l’Holocène et du Wisconsinien supérieur, le long de trois rivières (du Gouffre, Malbaie et Ouelle) dans la zone sismique de Charlevoix- Kamouraska. Dans cette étude, les tremblements de terre ayant provoqué des liquéfactions ont été étudiés pour évaluer le potentiel sismique de la région. Ainsi, 40 km des rivières du Gouffre, Malbaie et Ouelle ont été parcourus et trois générations de liquéfaction ont été datés et mises en relation avec des séismes. À La Malbaie, des dykes de sable ont été datés à environ 5000 BP et des pseudonodules et des plissements à environ 10 000 BP (Tuttle et Atkinson, 2010).

Le second critère est de nature géologique : les dépôts fluviatiles, de colluvions, éoliens et deltaïques sont liquéfiables lorsqu’ils sont saturés en eau. Les processus géologiques qui déposent et trient les sédiments selon une distribution uniforme de la taille des grains sous

136 forme de couches lâches (non compactes) sont fortement susceptibles de se liquéfier (Kramer, 1996). Dans le cas du Grand glissement de Clermont, les dépôts deltaïques semblent liquéfiables puisqu’ils sont composés de sable fin à silteux, peu compact (lâche) et mal trié, ce qu’a aussi constaté dans son étude, Laroche (1991). De plus, la susceptibilité des sols est plus élevée pour les sédiments mis en place récemment, soit pendant la période Holocène (derniers 10 000 ans), que pour les sols du Pleistocène. La cimentation et la compaction des sédiments par des processus naturels sont des facteurs qui réduisent la susceptibilité de liquéfaction dans le temps (Youd et Hoose, 1977). Enfin, la majorité des épisodes de liquéfaction se produisent à de faibles profondeurs, souvent à moins de 10 m de la surface, et à des endroits où la nappe phréatique est proche de la surface, ce qui favorise la saturation en eau des sédiments (Youd et Hoose, 1977).

Étant donné que la liquéfaction requiert une hausse des pressions d’eau, elle est influencée par des caractéristiques de composition sédimentaire qui contrôle les changements de volumes dans les sédiments. Ainsi, intervient le critère de composition des dépôts, puisqu’un important potentiel de changement de volume est associé avec une forte susceptibilité de liquéfaction (Kramer, 1996). Les caractéristiques sont la taille, la forme et le classement des particules. Tout d’abord, les dépôts formés de sédiments très fins sont incapables de générer des fortes pressions interstitielles associées aux liquéfactions, de même que les sols à grains grossiers qui sont trop perméables. Les sédiments fins de taille inférieure à 0,005 mm (argile et silt très fin), doivent être ≤ à 15 % du dépôt. Les études en laboratoire et sur le terrain ont démontré que les silts non plastiques sont susceptibles de se liquéfier. Ainsi, la plasticité du sédiment influencerait davantage que la taille des particules, la susceptibilité des dépôts de sédiments fins. Par conséquent, il a été observé que les silts à grosses particules, qui sont non-plastiques et qui ont une faible cohésion, sont très susceptibles de se liquéfier (Ishihara, 1993, dans Kramer, 1996). Le classement des sédiments influence aussi la susceptibilité, puisque les sédiments qui possèdent un bon classement sont généralement moins susceptibles à la liquéfaction que les sédiments mal classés. Lorsque le classement est bon, les différentes tailles de particules permettent l’insertion de plus fines particules entre les plus grosses particules, ce qui résulte en une diminution des changements de volume (les vides étant remplis). Au contraire, un sol mal trié contient plus de vides, ce qui permet une hausse des pressions interstitielles (Kramer,

137 1996). Enfin, les particules de forme arrondie ont tendance à se densifier davantage que les particules anguleuses qui remplissent plus de vides. Ainsi, les particules arrondies sont plus susceptibles de se liquéfier et se trouvent fréquemment dans les environnements fluviatiles et deltaïques (Kramer, 1996).

Les sédiments analysés dans le Grand glissement rencontrent tous ces critères. Ils sont formés de silt grossier à très grossier et de sable fin, ils ont une faible sensibilité et plasticité, ils sont peu triés à très peu triés (mauvais classement), ils ont été déposés sous forme de strates lâches dans des environnements fluviatiles et deltaïques pendant l’Holocène et la nappe phréatique, qui rejoint la rivière Malbaie, est à une faible profondeur, soit de 4 m dans le piézocône C41071.

Il existe d’autres critères pour déterminer la susceptibilité à la liquéfaction comme le critère d’état qui inclut le critère du ratio des vides. Dans notre étude, toutes les analyses géotechniques pour déterminer la susceptibilité à la liquéfaction du site d’étude n’ont pas été faites, ceci n’étant pas l’objectif. Par conséquent, en regard des informations collectées et analysées et du fait que le glissement et son plan de rupture ne sont pas dans de l’argile sensible, l’hypothèse la plus plausible concernant le type de glissement semble la liquéfaction, et non la coulée argileuse, comme nous le pensions de prime abord.

L’élément déclencheur de ce glissement d’une superficie de plus de 1 km2 semble donc être la sismicité. Il se peut qu’il y ait eu plusieurs causes, par exemple d’importantes précipitations ou une fonte rapide des neiges, qui auraient augmenté le niveau de la nappe phréatique et les pressions d’eau. Cependant, les précipitations extrêmes ne semblent pas pouvoir expliquer à elles seules ce type de glissement, puisque normalement elles occasionnent des glissements superficiels et des coulées de débris lorsqu’il n’y a pas de végétation en place (Wieczorek, 1996 dans Landslides : investigation and mitigation). De plus, la position de la cicatrice du glissement qui est perché en altitude par rapport à la rivière Malbaie semble indiquer que l’érosion n’a pas pu déstabiliser la base du talus ; la rivière a sans doute peu évolué durant les 500 dernières années.

En somme, dans la région de Charlevoix, plusieurs études ont mis en relation les glissements de terrain avec les séismes. Dans les études de Filion et al. (1991) et de Doig

138 (1985-1990), le séisme de 1663 a été identifié et daté à l’aide de troncs d’arbres enfouis et de couches silteuses associées à des glissements de terrain. Dans notre étude, une seule date a donné un âge médian de 1663 AD. Les autres dates médianes associées aux glissements de terrain sont 1570, 1550, 1510 et 410 AD. Cependant, les datations de sept troncs d’arbres enfouis dans la vallée du Gouffre, avec des âges compris entre 1540 et 1600 AD (Filion et al., 1991), pourraient corroborer des évènements de glissements dans les deux vallées principales de la région. Ensuite, l’étude d’un glissement par Fillion (2008), dans la vallée de la rivière du Gouffre, a permis de découvrir un paléosol enfoui vers 1550 AD qui aurait pu être enseveli par un glissement de terrain. Cette date confirme aussi l’hypothèse qu’il y aurait eu d’importants glissements de terrain entre 1550 et 1600 AD. Enfin, Doig (1990) a identifié un sixième évènement silteux qu’il relie au séisme de 1535, qui a été retiré des catalogues de tremblements de terre. Ainsi, cette couche qui ne peut pas correspondre à 1535 pourrait être associée à un évènement sismique en 1570. Néanmoins, il faut demeurer prudent avec les datations radiocarbones, tel qu’il a été démontré précédemment, puisque les probabilités pour deux intervalles de dates peuvent être très similaires et la datation de bois peut augmenter la marge d’erreur. Ainsi, est-ce que certaines datations pourraient résulter du séisme de 1663? Nous ne pouvons pas affirmer le contraire. Cependant, la concentration des dates autour de 1570 AD semble indiquer qu’il y a possiblement eu des glissements à l’échelle de la région de Charlevoix. Par ailleurs, les critères de susceptibilité à la liquéfaction, l’ampleur du glissement et sa position perchée au-dessus de la rivière renforcent l’hypothèse qu’il s’agit d’une liquéfaction induite fort probablement par l’activité sismique.

Conclusion

L’analyse multidate des photographies aériennes a permis de déduire qu’à Charlevoix-Est (partie aval de la vallée de la Malbaie), tous les glissements à grandes superficies étaient antérieurs à 1950. Les glissements actuels, de plus petites superficies, ont été majoritairement observés sur la rive concave des méandres de la rivière et évoluent lentement pour la plupart.

L’étude du Grand glissement de Clermont, par l’entremise d’analyse de coupes stratigraphiques et de piézocônes a permis d’identifier des dépôts glissés et resédimentés au sommet de son flanc est et à son exutoire. L’utilisation de la datation 14C et l’étude chronostratigraphique de coupes situées juste en amont du glissement ont permis d’identifier et de dater l’évènement du Grand glissement de Clermont aux alentours de 1570 AD. L’emplacement de ces coupes et l’ampleur du matériel déplacé indiquent que le cours de la rivière a été obstrué sur une importante distance. Plus en aval, dans la municipalité de La Malbaie, l’étude chronostratigraphique d’autres coupes a permis d’observer des stratigraphies complexes où les mouvements de terrain de type coulée argileuse sont venus se superposer sur les sédiments en place de la vallée. Les datations obtenues sur du matériel organique relié à ces mouvements de terrain ont donné des intervalles de dates compris entre 1490 et 1602 AD avec un âge médian de 1570 AD. Ces coupes situées de part et d’autre de la rivière indiquent que d’importants mouvements de terrain auraient aussi obstrué la rivière à cet emplacement.

Les datations obtenues à partir de débris organiques enfouis dans des dépôts de glissements ou encore de lits de matière organique enfouis sous les dépôts glissés démontrent une concentration de dates autour de 1570 AD. Selon nous, ce regroupement de dates dans un intervalle serré pourrait être relié à un ou à des évènements sismiques, étant donné l’ampleur des glissements observés. Malgré le lien établi dans plusieurs études entre les glissements étudiés et le fort séisme de 1663, nos données indiquent la présence d’un évènement antérieur, qui serait survenu aux alentours de 1570 AD.

140 Enfin, l’étude de ce glissement a permis de renforcer l’hypothèse selon laquelle il aurait été induit par un séisme qui aurait produit la liquéfaction de ses sédiments. Les critères de susceptibilité à la liquéfaction, l’ampleur du glissement et sa position perchée au-dessus de la rivière corroborent cette interprétation.

Dans le but de mieux documenter les glissements de terrain de la vallée de la rivière Malbaie, l’étude d’autres sites de glissements de terrain pourrait être réalisée. Notamment, la cicatrice de glissement située juste à l’est du Grand glissement de Clermont. L’étude chronostratigraphique de cette cicatrice de glissement à grande superficie permettrait possiblement de dater cet évènement et de voir s’il a pu survenir en même temps que le Grand glissement de Clermont. Un second lieu d’intérêt se situe du côté gauche de la rivière Malbaie et à droite de la rivière Comporté; ce site semble correspondre à un ancien étalement latéral qui est visible sur le relevé laser du ministère des Transports (Lidar). La récupération et la datation de troncs d’arbres enfouis sous l’argile formant la rive droite de la rivière Comporté permettrait d’en connaître davantage sur ce mouvement et de dater cet évènement. Dans cette étude, nous avons effectué 16 datations. Cependant, plusieurs autres échantillons pourraient être datés, ce qui permettrait d’en connaître davantage sur la chronologie des glissements et de voir si ces dates présentent une certaine concentration autour de 1570 AD.

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