Six familles de discontinuités sont également identifiées dans le domaine structural Ouest (Figure 5.13 A) : 1. La famille S0 (181°/21° ± 6°) est caractérisée dans ce secteur par son faible pendage amont. Comme
dans le domaine Est, la schistosité principale est quasi parallèle à S0 (Malet, 2003) ;
2. Les familles J7 (025°/81° ± 10°), J8 (359°/65° ± 10°), J9 (063°/63° ± 10°), J10 (310°/53° ± 13°) et J11 (331°/80° ± 12°) correspondent à des discontinuités quasi perpenculaires à S0. J7 correspond à l’orientation de la pente topographique moyenne du secteur 1. Elle est responsable des zones en surplomb;
3. La famille J12 (269°/57° ± 8°) est caractérisée par un pendage amont (zones de surplomb).
La stabilité du secteur 1 dépend principalement des familles subverticales J7, J8 et J11. Elles conditionnent les décrochements en masse dans cette zone (éboulement de plusieurs mètres cubes). Leur ouverture permet le développement de ruptures en plan le long de J8 dont le pendage est nettement supérieur à l’angle de friction de 32° (Figure 5.13 C). Des décrochements en dièdre selon les lignes d’intersection de J12 et J9 (345°/21°) sont également identifiés. La forte densité d’intersections de J8, J9, J10, J11 vers 012°/50° et 042°/75° montre une forte probabilité de décrochements en dièdre dans ces directions.
La morphologie du replat au-dessus du domaine Ouest à proximité du glacier rocheux est fortement modelée par J9 et J10. Cela se traduit sur le terrain par la présence de ravines parallèles à l’axe d’intersection de ces deux familles. Ces ravines croisent J7, J8 et J11 dans lesquelles les eaux de ruissellement peuvent s’infiltrer rapidement. En hiver, l’écartement des fissures induit par le gel entraîne un endommagement progressif de la roche et facilite la rupture de ponts rocheux remplacés temporairement par des ponts de glace. La fonte de ces ponts au printemps peut donc provoquer des détachements isolés de blocs. Par ailleurs, la présence possible de glace résiduelle dans les fissures à la base de l’escarpement peu exposée à l’ensoleillement empêcherait le drainage des eaux infiltrées en amont. Par conséquent, une mise en pression à l’arrière de l’escarpement est possible, ce qui provoquerait une rupture de la base et un éboulement en masse de l’escarpement Ouest équivalent à celui observé en mars 2008. Les suintements d’eau fréquemment observés le long de l’escarpement témoignent effectivement d’une circulation d’eau dans ces discontinuités.
5.3.1.2 Analyse de la cinématique du replat supérieur et identification des volumes
mobilisés
La cinématique du replat supérieur de la coulée à la base de l’escarpement est illustrée à l’aide de MNTs différentiels pour plusieurs périodes (Figure 5.14 A) :
• Période du 14 octobre 2007 au 19 mai 2008 :
Les zones de rupture et de dépôt de l’éboulement de mars 2008 sont mises en évidence dans le MNT différentiel produit avec le levé TLS du 19 mai 2008 et le levé ALS d’octobre 2007 (erreur moyenne en élévation µ de 0.24 cm et écart-type σ de 0.03 cm). Au total, 23’000 m3
de roche détachés d’une surface de 3300 m2
sont identifiés. La zone de dépôt a subi un important affaissement à la suite de l’éboulement. Le replat à la base de l’escarpement s’est affaissé d’environ 5 m, traduisant un transport rapide du matériau éboulé dans le corps de la coulée.
• Période du 19 mai 2008 au 21 juillet 2008 (erreur du MNT différentiel: µ = 0.05 cm, σ = 0.03 cm) :
Durant l’été 2008, l’apport de matériaux sur le replat supérieur est globalement déficitaire. Le remplissage par des chutes de blocs (900 m3
) détachés des parties Est et Ouest de l’escarpement ne suffit pas à compenser l’affaissement général du replat. Une rupture en dièdre de 3000 m3
(S0^J2) est identifiée dans la partie Est. Le suivi de deux blocs par détermination manuelle de points homologues dans les MNTs indique que la zone est affectée de déplacements importants de 17 à 20 m (vitesse annuelle moyenne d’environ 0.30 m.jour-1
). Le matériau est rapidement mobilisé en aval par la coulée. • Période du 21 juillet 2008 au 19 octobre 2008 (erreur du MNT différentiel: µ = 0.07 cm, σ = 0.02 cm) :
Il s’agit d’une période très peu active. Aucune variation d’altitude et de déplacement horizontaux significatifs ne sont observables.
• Période du 19 octobre 2008 au 28 mai 2009 (erreur du MNT différentiel: µ = -0.04 cm, σ = 0.03 cm) :
Au printemps 2009, un recul de la partie Ouest de l’escarpement dû à une rupture le long des discontinuités J7 et J8 a mobilisé 550 m3
de roche. Des détachements locaux de blocs impliquant de faibles volumes (< 1 m3
) sont également identifiés dans la partie Est de l’escarpement. Leur zone de dépôt sur le replat est particulièrement mise en évidence dans le MNT différentiel. L’apport de matériau sur le replat est positif. L’affaissement continu du replat d’environ 0.50 m au Nord de la zone de dépôt n’est toutefois pas compensé par l’apport de matériaux. Les déplacements durant cette période sont d’environ 0.50 m (vitesse moyenne < 0.01 m.jour-1
).
• Période du 28 mai 2009 au 21 juillet 2009 (erreur du MNT différentiel: µ = 0.01 cm, σ = 0.04 cm) et 21 juillet 2009 au 7 octobre 2009 (erreur du MNT différentiel: µ = 0.03 cm, σ = 0.02 cm) :
Durant l’été 2009 et l’automne 2009, l’apport de matériaux sur le replat supérieur est déficitaire. Les déplacements dans cette zone sont faibles (vitesse moyenne << 0.01 m.jour-1
).
• Période du 7 octobre 2009 au 13 octobre 2010 (erreur du MNT différentiel: µ = -0.05 cm, σ = 0.02 cm) :
Cette période est caractérisée par une cinématique identique à celle de 2008 (un apport positif de matériaux au pied de l’escarpement et un affaissement continu du replat). Des déplacements d’environ 1.70 m sont déterminés pendant cette période (vitesse moyenne < 0.01 m.jour-1
).
Au printemps, la zone d’ablation est donc caractérisée par un remplissage important de matériaux provenant de l’escarpement principal. Entre 2008 et 2009, environ 30’000 m3
de matériaux s’est détaché de l’escarpement principal, contre environ 900 m3
entre 2009 et 2010. En été et en automne, l’apport de matériaux est déficitaire et la zone subit une vidange importante due à l’incorporation des matériaux éboulés dans la zone de transit de la coulée. La cinématique de la zone de transit est actuellement suivie en continu par un système automatique de photogrammétrie dont les résultats sont présentés dans le chapitre suivant (§ 5.3.2). L’activité exceptionnelle de la coulée en 2008 y est particulièrement mise en évidence. Des levés au scanner laser terrestre ont également été effectués (§ 5.3.3.1).
Figure 5.14 - Cinématique du replat supérieur à la base de l’escarpement de la coulée, A) cartes des zones d’accumulation (valeurs positives) et d’ablation (valeurs négatives) pour la période du 14 octobre 2007 au 19 mai 2008 (a), la période du 19 mai 2008 au 21 juillet 2008 (b), la période du 19 octobre 2008 au 28 mai 2009 (c), la période du 28 mai 2009 au 21 juillet 2009 (d), la période du 7 octobre 2009 au 13 octobre 2010 (e), B) déplacements cumulés.
5.3.2 Analyse de la cinématique de la zone de transit.
La cinématique de la zone de transit a été suivie par scanner laser lors de l’expérimentation d’infiltration de pluie réalisée du 13 au 20 juillet 2007 (§ 2.5). Elle est également suivie par un système automatique de photogrammétrie terrestre dont les détails sont présentés sous la forme d’un article actuellement en 3ème révision dans la revue ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing (IF: 2.308).
Titre: Correlation of multi-temporal ground-based images for landslides monitoring : application, potential and limitations.
Auteurs: Travelletti J., Delacourt C., P. Allemand, Malet J.-P., Schmittbuhl J., Toussaint R., Bastard M.
5.3.2.1 Article: ‘’Correlation of multi-temporal ground-based images for landslides
monitoring: application, potential and limitations’’
Résumé :
L’objectif de ce travail est de présenter une méthode peu coûteuse pour suivre les déplacements continus de glissements par corrélation d’images optiques terrestres. La performance de la méthode est évaluée sur une série d’images acquises sur le glissement-coulée de Super-Sauze en 2008 et 2009. Le système d’acquisition permanent est composé d’un appareil photographique haute résolution contrôlé par une station Campbell CR10 et fixé à un socle en béton positionné sur une crête stable face au glissement-coulée. Les images sont corrélées en pleine résolution dans leur géométrie d’acquisition à l’aide d’une fonction de corrélation croisée normalisée. Les déplacements 2D sont ensuite orthorectifés au moyen d’un MNT haute résolution interpolé à partir de données LiDAR aéroportées. Le champ de déplacement hétérogène de la coulée peut ainsi être caractérisé spatialement et temporellement dans le système de coordonnées locales. Les déplacements sont validés par levés au GPS différentiel. Les sources d’erreurs sont ensuite discutées. La plus importante limitation de la technique est liée aux conditions météorologiques, aux changements d’illumination et aux conditions de surface pouvant induire une perte partielle ou totale de cohérence entre les images. Les mouvements de l’appareil photographique et l’utilisation d’un unique MNT sont les principales sources d’erreur affectant la qualité de l’orthorectification du champ de déplacement. La méthodologie proposée peut être appliquée de manière automatique sur une série d’images. Elle offre ainsi des perspectives intéressantes à des fins opérationnelles de surveillance de glissements de terrain.