Description du glissement du versant de Las Colinas

Le 13 Janvier 2001 à 17 h, un fort séisme d’une magnitude de 7.6 sur l’échelle de Richter, a ébranlé le Salvador (région des Caraïbes). Le séisme dont l’épicentre se situait à 110 km au Sud Sud-Est de la capitale San Salvador, à une profondeur de l’ordre de 50-60 km, est associé à la subduction de la plaque Cocos. Ce tremblement de terre a entraîné également de nombreux glissements de terrain, dont celui de la localité de Las Colinas (Fig. 6.1), littéralement recouverte par une montagne de terre ayant enseveli plus de 500 habitations et 400 maisons dans la zone résidentielle de Nueva San Salvador, aussi appelée Santa Tecla (USGS, 2001 [158] ; Lotti & Associati-Enel.Hydro, 2001 [107; 110]).

Zone 2

Zone 1

Zone 3

6.1. Présentation générale du versant de Las Colinas au Salvador 159

6.1.2.1 Géométrie du versant et dimensions de la zone affectée par le

glisse-ment

Ce mouvement de versant s’est amorcé à une hauteur d’environ 1075 m d’altitude sur le flanc nord de la cordillère de Bálsamo, massif situé au sud de la ville de Santa Tecla. Une présentation de la configuration 3D du versant est donnée sur la figure B.2 en annexe. Ce versant a une hauteur totale d’environ 160 m et présente trois zones caractérisées par des pentes différentes. L’escarpement se développe à 1075 m d’altitude, dans la zone 1

avec une pente moyenne égale à 32◦ (la plus raide). La largeur de la zone affectée est de

l’ordre de la centaine de mètres (80-120 m) et la distance parcourue par la masse instable

est estimée à 735 m avec un volume de 200000 m3 (JSCE, 2001 [95]). La pente s’adoucit

progressivement dans la zone 2 (pente moyenne égale à 26◦) jusqu’à atteindre une dizaine

de degré dans la partie basse du versant (zone 3).

6.1.2.2 Contexte géologique du versant

Les travaux effectués par Lotti & Associati-Enel.Hydro, 2001 [107] ont permis d’établir une coupe lithologique du site. Selon ces travaux, le versant est composé de trois unités géologiques principales :

– une couche de dépôts pyroclastiques peu consolidés et lâches dans la partie

sommi-tale du versant et en surface du flanc sud,

– une couche de cendres volcaniques au sein de laquelle se trouve une fine couche

d’environ 1.5 m d’épaisseur formée de paleosols,

– des dépôts de laves et de pyroclastes indurés (tufs et ignimbrites) qui forment la

partie basse du versant.

Les matériaux sont décrits dans les sections suivantes, et leur distribution spatiale dans la zone 1, où les glissements se sont développés, est présentée sur la figure 6.2.

6.1.2.3 Contexte géotechnique du versant

En effectuant plusieurs essais in situ et en laboratoire, Lotti & Associati-Enel.Hydro, 2001 [107; 112; 113] ont caractérisé la zone de rupture dans le versant de Las Colinas et ses environnements le long de la cordillère de Bálsamo, dans la partie méridionale de Santa Tecla. La représentation 2D des positions des investigations géotechniques et géophysiques effectuées est donnée en annexe, figure B.1.

Ils ont observé que les propriétés des matériaux pouvaient être modifiées du fait du pro-cessus de remaniement de sondage, dans le cas des dépôts pyroclastiques, des cendres volcaniques, et des paleosols intercalés dans les cendres volcaniques (Lotti & Associati-Enel.Hydro, 2001 [107]). Ces matériaux présentent des propriétés similaires et des varia-tions verticales importantes.

Superficie en plan du mouvement

Surface libre topographique potentielle avant le glissement de terrain

Sondage BAL1

(a) profil topographique

(b) profil géologique

Fig. 6.2 – Profil topographique et géologique dans la zone 1 du versant de Las Colinas.

La surface de glissement est représentée par la ligne continue en couleur rouge (Lotti &

6.1. Présentation générale du versant de Las Colinas au Salvador 161

Caractéristiques Unité Dépôts Cendres Paleosols Dépôts de lave,

pyroslastiques volcaniques de pyroclastes

Epaisseur moyenne m 15-25 20 1.5 ∞

Densité - 1.50 1.53 1.76 1.90

Poids volumique kN/m3 11 11 11 18

Vitesses de propagation

des ondes de compression m/s 332 1124 1124 1938

des ondes de cisaillement m/s 120 570 570 1000

Coefficient de Poisson - 0.425 0.327 0.327 0.262

Module d’Young MPa 60 360 360 3780

Module de cisaillement MPa 20 150 150 1670

Angle de frottement ◦ 30 30 20 38

Cohésion kPa 60 30 5 200

Tab. 6.1 – Caractéristiques mécaniques des matériaux du versant de Las Colinas (Lotti

&Associati-Enel.Hydro, 2001 [107; 108; 112; 113])

Le tableau 6.1 présente les propriétés principales des matériaux constituant ce versant.

6.1.2.4 Comportement de la masse instable

Le glissement peut être divisé en trois zones (Fig. 6.1, B.2 et B.3). La première zone, soit la niche d’arrachement, se présente sous la forme d’une loupe circulaire d’une centaine de mètres de diamètre. La couche de paleosol intercalée dans les cendres volcaniques semble avoir eu un rôle important dans le mécanisme de déclenchement des glissements. En effet, le domaine de rupture s’est vraisemblablement développé dans la formation de cendres volcaniques au contact du paleosol qui présente des propriétés mécaniques plus faibles qui favorisent l’instabilité de la pente. Plus au nord et sous cette zone d’initiation, se trouve la zone 2. Dans cette zone, dont les altitudes sont comprises entre 960 m et 1025 m, la pente

est de l’ordre de 26◦ alors que dans la partie basse du versant, zone 3 dont les altitudes

sont comprises entre 920 m et 960 m, la pente est très faible, de l’ordre d’une dizaine de degrés seulement.

Evans et Bent, 2004 [64] rapportent que les survivants ont estimé la durée du glisse-ment à 45 s, ce qui, compte tenu de la distance parcourue par la masse instable, 735 m, conduit à une vitesse de déplacement moyenne extrêmement rapide de l’ordre de 16 m/s

(' 57.6km/h). Ce glissement est donc du type “flowslide” (glissement-écoulement) : il est

caractérisé par une rupture brutale et une vitesse de déplacement extrêmement rapide, sur une longue distance, le long d’une pente relativement douce.

Selon une investigation effectuée par Jibson et Vieille, 2001 [93], une fois le matériau mobilisé, il s’est “écoulé” sur la pente, parcourant ainsi plus de 700 m, sur une pente d’une dizaine de degrés seulement dans la partie basse du versant. Il est indéniable donc que le matériau a subi des changements profonds de sa structure et de ses caractéristiques

au cours du mouvement (Bommer et al., 2002 [12]). L’eau ne semble a priori pas avoir

joué un rôle majeur dans cette instabilité dans la mesure où le mouvement de versant s’est produit durant une saison relativement sèche.