[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le LIRIGM

Titre du projet

Etude de la dynamique des avalanches rocheuses

Type d'aléa
Mouvements de terrain - éboulements - chutes de blocs
Année

1994

Mots-clés
Avalanches rocheuses - Propagation - Etude théorique - Granulométrie - Blocométrie - Formules empiriques - Mouvements gravitaires rapides
Champs disciplinaires
Géologie, géodynamique, géophysique, mécanique des fluides


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
LGM
Organisme(s) associé(s)
Université Laval (Québec, Canada) via l’IFP (Institut Français du Pétrole) / Cemagref Grenoble / NGI (Norvège)
Coordonnateur
Gérard BRUGNOT (Cemagref Nivo)
Participants
Jacques LOCAT (Univ. Laval), Pierre ANTOINE (UJF), Réjean COUTURE (opérateur principal du contrat de recherche)


2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
La Combe Noire, Charmonétier (Isère), Claps de Luc (Drôme), La Madeleine (Savoie).
Contexte de l'étude

- Danger pour la Sécurité Civile que représentent les écroulements rocheux en grande masse susceptibles de se produire sur les versants en roches cohérentes suffisamment fracturées.

- Grande variabilité de la distance parcourue par la masse de débris en fonction de divers facteurs « qu’il convient de recenser et de hiérarchiser » par la prise en compte des conditions locales. Variabilité illustrée par les écroulements « historiques » connus : Granier en 1248, Claps de Luc (Drôme, 1442 ?), Diablerets (Suisse, 1714-1749), Elm (Suisse, 1881), ou plus récents, aux environs de Grenoble : Combe Noire (Montaud, 1970), Charmonétier (Route de Villard-Notre-Dame, 1987), Ruisseau Blanc (Route du Glandon, 1988), en Italie (Val Pola, 1987) ou en Suisse (Randa à proximité de Zermatt, 1991).

- Nécessité pour la gestion du risque de déterminer cette distance de propagation pour tout site présentant les caractéristiques requises pour qu’une instabilité déclarée (ou latente) dégénère en écroulement.

- Programme ADFEX sur les grands mouvements de masse comportant des expérimentations in situ en Norvège et au Canada. Ces travaux reposaient sur l’idée suivante : quand des phénomènes mobilisent un volume supérieur à une certaine valeur seuil, les lois d’écoulement se rejoignent quelque soit la nature du phénomène pour former ce que l’on a appelé des « mouvements gravitaires rapides ». À l’époque, on assistait à l’émergence d’une petite communauté de chercheurs s’intéressant au sujet (ainsi qu’à l’opposition de sceptiques…). L’origine de la mise en place de certaines formations par des phénomènes brutaux à l’échelle géologique intéressait les géologues, les mécaniciens des fluides, ainsi que l’Institut Français du Pétrole.

Le projet PGRN était centré des événements historiques en Europe et au Canada. La thèse de Réjean COUTURE (programmés sur deux années) s’inscrivait dans le cadre de ce projet. Ses travaux portaient sur la modélisation physique et numérique de ces phénomènes avec des conditions initiales mal connues, à partir de relevés de terrain permettant de reconstituer en partie ces conditions initiales à partir de l’analyse des dépôts.

Programme plus vaste
Projet ADFEX : France, Norvège (NGI), Canada (Univ. Québec) initié à la fin des années 1980
Initiation du projet
Participation du PGRN
Montant du financement (k€)
5,79 k€ (38 kF)
Part du CG38 - PGRN
? %
(Co)-Financements
 
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
Coûts marginaux liés au séjour en France de Réjean Couture.


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs
 Mettre au point des outils de prévision sur des sites menaçants :

- établir sur les exemples locaux quelles sont les formules proposées dans la littérature qui conviennent le mieux, en fonction notamment des volumes impliqués,

- établir la méthode qui permettra ultérieurement de passer d’observations portant sur la fracturation à la granulométrie d’une future masse glissée,

- permettre, par le biais de la détermination préalable de la granulométrie, l’entrée dans des logiciels de modélisation résultant de l’analyse théorique du phénomène de propagation des avalanches rocheuses.
Méthodologie
- Test des principales relations empiriques proposées pour décrire la dynamique des avalanches rocheuses par divers auteurs (Heim, Scheidegger, Hsu, Davies…) pour voir quelle approximation convenait le mieux.

- Détermination de la courbe granulométrique des matériaux générés par les écroulements étudiés, afin de caractériser au mieux le « fluide » en mouvement considéré très temporairement comme une suspension dans l’étude théorique de la propagation.

- Etude géologique de détail de chacun des sites (lithologie, densité des fractures) pour caractériser la fracturation de la masse rocheuse initiale : cartographie géologique détaillée, levés structuraux, blocométrie, granulométrie de la masse éboulée / glissée, étude photogéologique, mesures de fracturation et de la rugosité de la surface de glissement (claps de Luc).
Résultats
 Résultats préliminaires :

- Mise en relation de certaines des caractéristiques géométriques des mouvements avec la distance de propagation de la masse écroulée.

- « Validation » de la relation de Scheidegger (entre coefficient de friction équivalent et volume de la masse en mouvement) et celle de Davies pour les écroulements de faible volume (relation entre longueur du dépôt et volume écroulé).

- Caractérisation théorique des écroulements étudiés d’après l’étude de la distance de parcours « en excès ».

- Mise au point d’une méthode d’échantillonnage pour déterminer la granulométrie.


4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Chercheurs en géosciences et gestionnaires des risques gravitaires.
Production scientifique
- Méthodologie innovante
- Production de connaissances théoriques
Produits délivrables
 
Partenariats
- Préexistant
- Qui se poursuit
Retombées du projet

Thèse et publications de Réjean Couture.

En parallèle, l’atelier Pierre Beghin sur les « mouvements gravitaires rapides » en décembre 1993 (cf. projet Cemagref 1993) avait marqué la première utilisation officielle de ce terme, qui est ensuite passé en anglais et dans d’autres langues… Ces travaux peuvent être considérés comme exploratoire sur la thématique alors émergente des mouvements gravitaires rapides.

Poursuite du travail : projet LIRIGM 1995 : "Contribution à la modélisation numérique et physique des avalanches rocheuses".



5) Valorisation du projet

Publications et communications
Mémoire de l’Université Laval en trois volumes de Réjean COUTURE :

- Rapport d’activité (134 pages, 4 cartes, nombreuses figures et tableaux),

- « Mobilité des écroulements rocheux de Charmonétier (Oisans), Combe Noire (Vercors), Claps de Luc (Diois), La Madeleine (Haute Maurienne) – Relations empiriques » (30 pages, 17 figures, 1 tableau),

- « Technique proposée pour l’analyse granulométrique des débris d’avalanches rocheuses » (15 pages, 5 tableaux, 1 figure, 1 photographie).
Pages Web
 

 

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