Titre
du projet |
Etude des lois de
comportement de glissements de terrain lents : cas de Monestier
du Percy |
Type
d'aléa |
Mouvements de terrain - éboulements - chutes de blocs |
Mots-clés |
Glissement de terrain - Matériaux argileux - Mécanismes - Fluage - Reconnaissance - Auscultation - Surveillance - Méthodologie |
Champs
disciplinaires |
Géophysique, géomécanique, géomorphologie, hydrogéologie |
1) Organismes et auteurs
Organisme
pilote |
ADRGT |
Organisme(s)
associé(s) |
RTM 38 |
Coordonnateurs |
Chahrohk
AZIMI (ingé. géophysicien), Pierre
DESVARREUX (Ingé. ECP) |
Participants |
L.
LORIER (Elève ing. ISTG) |
2) Contexte du projet
Site(s)
d'étude |
Glissement en terrains argileux de Monestier du Percy (versant situé en contrebas côté Nord-Est du hameau de Serre des Bailes) |
Contexte
de l'étude |
Cette
étude représente le résultat de 3 ans de
travaux de recherche, subventionnés en partie par le
PGRN. Elle a été réalisée dans le
cadre d'une convention liant l'ADRGT au Service RTM de l'Isère.
Le rapport final comporte 2 parties.
La première expose une méthodologie détaillée
de surveillance des glissements en terrains argileux. Cette
méthodologie utilise les résultats de 20 ans d'expérience
de l'ADRGT sur divers sites instrumentés et également
d'autres expériences. Elle est très importante
pour préciser le mécanisme des mouvements en terrains
argileux et prévoir l'évolution de glissement
actuellement en phase lente, comme c'est le cas pour un certain
nombre dans le Trièves.
La deuxième partie est relative au cas du glissement
de Monestier du Percy et décrit l'ensemble des reconnaissances
préalables, les appareillages automatiques installés
sur le site en 1989 et les principaux résultats obtenus. |
Initiation
du projet |
Participation du PGRN |
Montant
du financement
(k€) |
Total : 62,5 k€ (410 kF = 154 kF en 1989, 153 kF en 1990, 53 kF en 1991, 50 kF en 1992)
+ RTM : sondages (???) |
Part
du CG38 - PGRN |
30
% |
(Co)-Financements |
RTM |
Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
Il
a permis :
- de rajouter des sondages et un suivi automatique d’un
site sur lequel on disposait déjà de sondages
et de mesures manuelles (piézomérie - inclinométrie)
- de payer du temps de travail (salaires), ainsi qu’un
stagiaire. |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
Objectifs |
Première partie - Eléments méthodologiques pour la définition des mécanismes de glissements en terrain argileux :
Améliorer la méthodologie d'étude et
de surveillance des mouvements de terrain affectant des matériaux
argileux, en vue de son application au cas particulier du
glissement lent de Monestier du Percy.
Deuxième partie - Application à la surveillance du glissement de Monestier du Percy :
Appliquer la méthodologie développée
au cas particulier du glissement lent de Monestier du Percy,
par la mise en place d'une surveillance automatique piézométrique,
inclinométrique et météorologique (depuis
octobre 1989), afin de dégager les mécanismes
des mouvements. |
Méthodologie |
Première partie - Eléments méthodologiques pour la définition des mécanismes de glissements en terrain argileux :
1) Elaboration d'un schéma
général de surveillance d'un glissement
de terrain, visant à bien distinguer les différentes
phases de la démarche destinée à préciser
le mécanisme des mouvements et à en tirer toutes
les conséquences pratiques pour l'appréciation
des risques et la prévision de l'évolution.
2) Précisions sur le phénomène de fluage.
3) Description de la phase préliminaire de reconnaissance.
4) Description de la phase d'auscultation.
5) Détail de l'analyse des apports
d'eau sur les niveaux piézométriques dans un
mouvement de terrain (modèles hydrauliques).
6) Application des modèles hydrauliques au cas des glissements sous surveillance.
7) Description de la méthodologie de la phase de prévision.
Deuxième partie - Application à la surveillance du glissement de Monestier du Percy :
▪ Historique des mouvements ;
▪ Phase préliminaire de reconnaissance :
prospection sismique (2 profils sismiques explosif, 2 profils
sismique marteau), prospection électrique (20 sondages
type Wenner), pénétromètre dynamique
(9 sondages), sondages à la pelle mécanique
(4 sondages), sondages destructifs avec essais pressiométriques
(2 sondages à proximité du hameau dans
la zone en mouvement lent), essais de laboratoire (mesure
de teneurs en eau, granulométrie et identifications,
prélèvements d'échantillons non remaniés
dans les sondages destructifs,cessai triaxial) ;
▪ Mise en oeuvre de travaux sur le
site ;
▪ Phase d'auscultation démarrée
en décembre 1988 :
- réalisation de 4 forages et identification de la nature des terrains rencontrés ;
- instrumentation du site : piézomètre
ouvert, inclinomètre et mesure de pluviométrie
et de température de l'air. Les capteurs ont été
reliés à un système d'acquisition et
de mémorisation des mesures avec possibilité
d'interroger à distance par ligne téléphonique
à partir du Service RTM ;
▪ Phase de surveillance
Recherche des facteurs qui influencent la vitesse des mouvements. |
Résultats |
Première
partie - Eléments méthodologiques pour
la définition des mécanismes de glissements
en terrain argileux :
1) Définition
des phases de mises en observation, de reconnaissances, de
suivi, d'auscultation, de prévision et de détection,
ainsi que des modalités de leur application en fonction
du type de comportement (plastique ou viscoplastique) du glissement.
2) Distinction entre 2 types de fluage (amorti
ou non) en fonction de la contrainte appliquée et de
son temps d'application, et description (à partir de
résultats expérimentaux) des différentes
étapes pouvant conduire à une rupture.
3) Description des étapes de reconnaissance
devant permettre d'approcher la géométrie des
zones homogènes sur le plan des caractéristiques
mécaniques, les conditions hydrauliques et la géométrie
de la surface de glissement :
A/ Méthodologie du levé de terrain :
a) Relevé des indices de mouvement en surface ;
b) Recherche des facteurs de déséquilibre du
versant (pentes, géologie du secteur, remaniement des
terrains concernés, facteurs hydrologiques) ;
c) Détermination des zones menacées.
B/ Campagne de reconnaissance :
a) Géométrie interne du glissement et hétérogénéité
des sols (reconnaissance géophysique par prospection
électrique et sismique, sondages mécaniques ;
b) Hydrogéologie (prospection géophysique et
thermique, utilisation de traceurs et de piézomètres…,
afin de connaître la structure du terrain et des écoulements,
l'origine des eaux souterraines, la nature des circulations,
la pression interstitielle, la saturation des sols, la perméabilité
des terrains) ;
c) Caractéristiques mécaniques des matériaux
(prélèvement d'échantillons et essais
en laboratoire pour identifier les limites d'Atterberg, la
granulométrie, la teneur en eau des sols).
C/ Formulation d'hypothèses sur les mécanismes
des mouvements et l'origine de l'instabilité.
4) Tableau regroupant, pour la phase d'auscultation,
les paramètres à mesurer (évolution des
déplacements superficiels et profonds, pluviométrie,
température, pression interstitielle, débit
de drainage profond ou superficiel, nivométrie) ;
les outils d'auscultation disponibles ; la fréquence
des mesures ; la précision des mesures ;
l'emplacement des points d'auscultation.
Précision des questions auxquelles l'auscultation doit
répondre :
- forme et profondeur de la surface de glissement ?
- déformation au niveau de la surface de glissement ?
- existe-t-il un niveau d'eau dans le massif à partir
duquel les déplacements deviennent importants ?
- existe-t-il une relation entre les niveaux d'eau dans le
versant et la pluviométrie ?
5) Description des paramètres à
prendre en compte dans l'analyse des flux hydriques :
recharge (infiltration de surface, flux latéraux, flux
hydrogéologiques) et décharge (baisse de la
nappe, drainage) par évapotranspiration, écoulement
ou pompage.
Présentation des différents facteurs à
prendre en compte dans les modèles hydrauliques permettant
de modéliser le niveau piézométrique,
selon une approche empirique (à partir de l'analyse
des séries chronologiques) ou théorique (qui
cherche à quantifier la formation du front d'infiltration
compte tenu des conditions initiales d'humidité, sa
progression dans le massif et sa vitesse, et l'influence de
la quantité d'eau infiltrée sur le niveau piézométrique
compte tenu de l'épaisseur de la frange capillaire,
du temps de transfert, etc.).
6) Calage de 2 modèles hydrauliques
sur le glissement de Saint-Guillaume : les ajustements
obtenus entre les courbes piézométriques mesurées
et calculées montrent que la pluviométrie
locale a une influence directe sur le niveau de la nappe par
infiltration dans les argiles fissurées en surface.
Mise en évidence, sur le glissement de Ponsonnas, d'une
influence latérale très nette qui se traduit
par une variation du niveau de référence qui
remonterait de 2 m environ entre Novembre et Avril (mauvais
ajustement entre les niveaux piézométriques
calculés et mesurés puisque les 2 modèles
ne prennent en compte que l'influence des apports directs).
7) Définition
de critères de danger : seuils de pluviométrie,
de pression interstitielle ou de niveau piézométrique,
au-delà desquels on observe des accélérations
(sur l'exemple du glissement de LEAZ).
Deuxième partie - Application à la surveillance
du glissement de Monestier du Percy :
▪ Description du glissement
qui s'est déclenché le 9 avril 1978 (topographie,
substratum rocheux, terrains de couverture). Mise en place
en 1989 d'un système de surveillance,
d'abord manuelle puis automatique.
▪ Reconnaissances, réalisées
en 1988 :
- cartographie et profil en travers du glissement et de l'implantation
des reconnaissances ;
- mise en évidence de la profondeur du toit du substratum
rocheux dans la zone en glissement, de l'épaisseur
des argiles varvées dans la zone en glissement qui
varie de 12 à plus de 20 m et d'un approfondissement
local du substratum qui peut correspondre à une zone
de faille, de la faible compacité des argiles, de l'épaisseur
de la formation superficielle formée de galets et graviers
qui varie de 1,10 à 1,70 m et des venues d'eau cheminant
au toit des argiles, de la présence d'argiles glacio-lacustres
varvées jusqu'à 24 m de profondeur (argiles
sous- consolidées en profondeur jusqu'à plus
de 24 m : présence de niveaux artésiens
en profondeur ? ; variation des teneurs en eau entre
12 et 13 m : base des matériaux instables ?),
etc.
Ces reconnaissances ont permis de distinguer 2 zones en mouvement
:
- une zone Ouest sous le hameau, en mouvement lent, avec des
niveaux piézométriques pouvant remonter à
proximité de la surface topographique,
- une zone Nord-Est ayant subi des mouvements importants en
1978, dans un contexte géotechnique analogue à
celui de la zone Ouest précédente, où
la zone d’arrachement sommitale a reculé de 10
m environ entre 1978 et 1988.
▪ Travaux de drainage à l'amont
du glissement entrepris sur le site depuis 1989 :
- octobre 1989 : première tranche de drainage
et d'assainissement de la dépression située
à l'amont du glissement (amont du hameau) ; pose
d'un collecteur et de drains ;
- octobre 1990 : deuxième tranche de drainage ;
extension de la première tranche à l'amont,
extension du collecteur, pose de drains et creusement d'un
fossé à ciel ouvert ;
- octobre 1991 : correction du lit du ruisseau du Chapotet
qui coule au pied du glissement ; endiguement et reprofilage
des digues, mise en place de seuils, creusement de plusieurs
fossés à ciel ouvert dans le glissement.
▪ Résultats de la phase d'auscultation :
Mise en évidence de 2 types de comportement :
- un comportement de type fluage viscoplastique stationnaire
qui correspond aux mouvements rapides en 1989 avant les premiers
travaux de drainage (» 4 cm/an),
- un comportement de type fluage lent suite au drainage d'octobre
1989 (2 cm en 3 ans).
Etablissement de corrélations entre les vitesses moyennes
à 12,5 m de profondeur et le niveau piézométrique
moyen.
Détermination d'une côte piézométrique
critique au-delà de laquelle les mouvements se font
sentir.
▪ Phase de surveillance
Proposition de critères de danger à adopter
pour chaque type de comportement et des modalités pratiques
pour la suite de la surveillance, destinées à
prévenir de toute reprise brutale des mouvements.
Préconisations pour la recherche : le mécanisme de la rupture étant mal connu, les recherches ultérieures doivent porter sur les conditions dans lesquelles se fait, sous contrainte constante, le passage de la phase visco-plastique stationnaire lente à la phase de fluage accéléré irréversible. |
4)
Débouchés du projet
Utilisateurs
finaux potentiels |
Première partie - Eléments méthodologiques pour la définition des mécanismes de glissements en terrain argileux :
Chercheurs en géosciences et gestionnaires des risques liés aux mouvements de terrains (RTM…)
Deuxième partie - Application à la surveillance du glissement de Monestier du Percy :
Gestionnaires du glissement de Monestier du Percy : Service RTM (retombées indirectes par la méthodologie) et commune (pas de retombées directes). |
Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances locales / régionales
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
Partenariats |
-
Préexistant
- Qui se poursuit |
Retombées
du projet |
La
méthode a été appliquée ultérieurement
au suivi des mouvements à Avignonet par d’autres
intervenants (ainsi que dans l’Ain, en Champagne…).
Des recherches se poursuivent actuellement sur le glissement
de St Guillaume.
Cette expérience a aussi mis en évidence les problèmes rencontrés pour interroger les mesures à distance (RTM), avec de nombreuses pannes des appareillages.
Des travaux ultérieurs ont également
été menés sur la constructibilité
dans ce contexte d'étude.
Le RTM a dû poursuivre quelques
temps les mesures manuelles (inclinométriques et de
déplacement de repères topographiques) mais
n'a pas continué le suivi du fait des problèmes
techniques rencontrés (à
confirmer).
|
5)
Valorisation du projet
Publications
et communications |
C.
AZIMI, J. BIAREZ et al., Mécanisme des glissements
de terrains argileux - Bilan de surveillance sur plusieurs années
- Proc. 6th Internat. Symp. On Landslides - Christchurch, 1992,
pp. 1903-1908. [ pdf ]
C. AZIMI, P. DESVARREUX, La surveillance des
mouvements de terrains. Dans « La prévention des
risques générés par l’instabilité
des versants » (6e partie) - 1993. [ rapport BRGM/RR-37845-FR ]
C. AZIMI, P. DESVARREUX, Quelques aspects de
la prévision des mouvements de terrains. Revue Française
de Géotechnique n° 76 (1996), pp. 63-75. |
Pages
Web |
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