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Titre
du projet |
Dynamique
des mouvements gravitaires rapides : modélisation numérique
et physique de la propagation |
| Type
d'aléa |
Mouvements
de terrain - éboulements - chutes de blocs |
| Mots-clés |
Risques
gravitaires - Eboulements rocheux - Propagation - Modélisation
numérique |
| Champs
disciplinaires |
Géomécanique,
géophysique |
1) Organismes et auteurs
| Organisme
pilote |
ADRGT |
| Organisme(s)
associé(s) |
Cemagref
(Nivologie et PE) - IRIGM |
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Coordonnateur |
Chahrohk
AZIMI et Pierre DESVARREUX |
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Participants |
G.
BRUGNOT, P. ANTOINE |
2) Contexte du projet
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Contexte
de l'étude |
En
ce qui concerne la propagation des éboulements, il n’existait
encore que très peu d’approches numériques
au début des années 1990. A titre indicatif au
congrès international sur les mouvements de terrain de
Lausanne en 1988 (le dernier en date au moment de ce projet),
très peu d’articles étaient consacrés
à ce problème particulier, qui peut être
abordé de 2 façons :
- empiriquement, d’après les constatations faites
sur des éboulements déjà survenus, dans
le but de la prévision des limites de propagation d’autres
éboulements ;
- par un modèle numérique prenant en compte les
phénomènes physiques prépondérants
dans un tel mouvement et les conditions concrètes de
propagation (topographie).
La première approche a été utilisée
dès 1973 par Scheidegger pour proposer une corrélation
entre un angle de frottement dynamique et le volume de l’éboulement.
Une telle approche a été adoptée en 1988
par Hungr et Evans dans un article présenté au
congrès de Lausanne.
La deuxième approche est présentée dans
un autre article du congrès de Lausanne (1988) par Hutter
et Savage. Il s’agit d’un modèle numérique
avec des matériaux granulaires sans prise en compte des
circulations d’eau. Le comportement est supposé
frottant sur une surface curviligne. Cette théorie a
été vérifiée sur un modèle
réduit en laboratoire.
En 1992, il existait donc des modèles simplifiés
avec des limites d’application car du point de vue de
la rhéologie on utilisait des matériaux purement
frottants sans eau, et le modèle topographique était
très simplifié. De plus aucune validation sur
des cas réels ne semblait avoir été faite.
Ce projet (initialement prévu sur 2 ans) visait à
développer des modèles numériques plus
réalistes en les validant par confrontation avec des
cas réels d’éboulements. |
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Initiation
du projet |
Participation
du PGRN |
| Montant
du financement
(k€) |
12,2
k€ (80 kF TTC sur 200 kF TTC demandés sur 2 ans) |
Part
du CG38 - PGRN |
% |
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(Co)-Financements |
Subvention
ANVAR obtenue de 130 kF (TTC)
Demande de subvention contrat de Plan Etat-Région (400
kF TTC)
Coût total du programme estimé à 1490 kF
TTC lors de la demande initiale |
| Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
La
partie du programme faisant l’objet d’une demande
de subvention au Pôle Grenoblois était celle relative
à la modélisation numérique (47 kF ont
été utilisés pour la phase préparatoire). |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
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Objectifs |
Il
s’agissait de mettre au point et de valider des modèles
numériques tenant compte de toutes les particularités
topographiques, de la nature du sol, de la végétation
et d’une rhéologie complexe des matériaux
pour représenter les phénomènes suivants
:
- des éboulements de faible volume (100 à 10 000
m3),
- des coulées de débris,
- des glissements rapides. |
| Méthodologie |
Contenu
du programme :
1) Modélisation numérique
Représentation d’un terrain quelconque en 3 dimensions,
numériquement, avec suffisamment de détails.
Modélisation de la propagation d’un liquide granulaire
à seuil sur une surface quelconque à 3 dimensions
ou sur une surface simple imposée (type surface de glissement).
Modélisation d’éboulements de faible volume,
ou en grande masse, à 3 dimensions.
2) Modélisation physique
Réalisations de modèles réduits analogiques
à 3 dimensions avec simulation de :
- glissement,
- coulée,
- éboulement.
Représentation de ces modèles analogiques par
des modèles mathématiques et validation des modèles
mathématiques.
3) Cas réels
Inventaire de cas réels d’éboulements, recueil
de leurs données caractéristiques y compris réalisation
de photo-topographie et validation des modèles mathématiques
sur ces cas. |
| Résultats |
Mise
au point le programme de recherches générales
entre ADRGT - CEMAGREF et IRIGM. Premières
adaptations de la méthode de calculs de chutes de blocs
au calcul des éboulements :
- étude de la dispersion latérale. Constat :
l’influence des particularités du relief ne peut
être valablement prise en compte par des calculs à
2 dimensions sur diverses génératrices,
- étude de la dispersion longitudinale. Obtention d’un
bon ajustement sur les distances maximales parcourues par
les blocs en élargissant les intervalles de variation
des coefficients aléatoires.
Le projet initial a été
modifié en cours d'avancement (cf. retombées
du projet).
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4)
Débouchés du projet
| Utilisateurs
finaux potentiels |
Chercheurs
géosciences |
|
Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances théoriques |
| Partenariats |
avec
Cemagref :
- Initié par ce projet
- Qui se poursuit |
| Retombées
du projet |
Compte
tenu des faibles capacités d’investissement et
de l’état de ses finances, l’ADRGT n’avait
pas l’assurance de pouvoir mener à terme ce projet.
C’est pourquoi elle n’a pas continué à
participer à ce programme au-delà des premières
réflexions exploratoires.
Le reliquat des crédits accordés en 1992 (environ
33 kF) a donc été reporté sur 1993 pour
étudier un certain nombre de cas réels typiques
déboulement en essayant d’adapter des méthodes
existantes pour la modélisation du problème :
projet 1993-94 « Dynamique des mouvements gravitaires
rapides : étude de cas réels et modélisation
de la propagation des éboulements rocheux ».
Le projet initial s’est donc focalisé sur des recherches
appliquées devant aboutir à des résultats
pratiques en un temps limité (collaboration entre ingénieurs
et scientifiques) en utilisant les apports de la géophysique. |
5)
Valorisation du projet
| Publications
et communications |
C. AZIMI,
P. DESVARREUX, Certains aspects dynamiques des mouvements de
terrains. Atelier international « Pierre Beghin »
sur les mouvements gravitaires rapides, Cemagref, Grenoble,
Déc. 1993. |
| Pages
Web |
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