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Observatoire des falaises

7 novembre 2013 ( maj : 29 juin 2014 )

Objectifs scientifiques :

Les chutes de blocs constituent un risque naturel de première importance dans le secteur des pré-alpes en particulier dans la vallée du Grésivaudan du fait de la forte densité de construction en pied de falaises de plusieurs centaines de mètres de hauteur. L’étude systématique de ce phénomène se heurte au problème d’une part de la détection des événements et de l’estimation précise des dimensions de l’éboulement. En effet, la plupart du temps, la détection n’est effective que lorsque cela a un impact sur une zone d’activité humaine (route, construction) ou bien pour les événements de plus grande dimension lorsqu’ils laissent une trace importante dans le paysage (cicatrice de la zone de départ ou de la zone de propagation de l’écroulement). L’estimation du volume se fait, quant à elle, en général a posteriori à partir de la surface de la cicatrice et du volume de la zone de dépôt. Cette manière de procéder, imposée par la méconnaissance du relief avant l’effondrement, induit un plusieurs biais à la fois sur la quantité d’événements recensés, avec un seuil de détection et une exhaustivité dépendant fortement de la proximité des activités humaines, et sur l’estimation précise de leurs propriétés géométriques.

La motivation de cet observatoire atelier est de réaliser des mesures de référence de la morphologie des falaises associées à des mesures précise du temps d’occurrence, sur un site pilote, les falaises du St Eynard, qui permettra de déterminer les caractéristiques géométrique (zone de départ, volume, morphologie) des éboulements futurs. Ainsi 5 km de falaises ont fait l’objet d’un Levé Lidar haute densité (25 pts/m2) associé à des clichés numériques haute résolution, en avril 2011. La même campagne a permis de réaliser ces mesures sur la dent de Crolles. La répétition de ces mesures à intervalle de temps régulier ou lors de l’occurrence d’évènements majeurs permet l’alimentation d’une base de donnée de chutes de blocs ainsi qu’un suivi de l’évolution de la morphologie des falaises au cours de leur érosion.

D’autre part, cet atelier a également pour objet de développer des techniques de reconstruction du relief par stéréo-photogrammétrie pour obtenir un modèle numérique de surface (MNS), afin d’en internaliser l’usage. Ceci permet de réduire le coût et d’augmenter la réactivité face à des évènements d’éboulement rocheux. La précision obtenue avec des clichés numériques est de l’ordre de celle du Lidar pour de bonnes conditions de prise de vue. Il est ainsi possible de déterminer le volume éboulé par différence entre le MNS obtenu par levé Lidar et par stéréo-restitution. La technique mise au point permet en outre de valoriser les photographies argentiques réalisées sur le Y grenoblois en 1999-2000, même si la précision obtenue dans ce cas est moins bonne.

Ce protocole a été testé et validé sur la falaise de la dent de Crolles, pour l’analyse de l’effondrement du pilier sud survenu en octobre 2010. Le différentiel entre le MNS 2000 et 2011 a permis de déterminer précisément la zone de départ et le volume de l’éboulement. Nous avons également identifié d’autres chutes de blocs de plus petites dimensions survenues sur la période 2000-2011 qui n’avaient pas été identifiées par ailleurs. Outre la quantification de l’aléa éboulement rocheux, le fait de disposer de mesures précises du relief permet également le développement de recherches portant sur les propriétés morphologiques des falaises (lois d’échelles, propriétés d’auto-affinité), et leur influence sur la distribution des volumes éboulés.

Afin de compenser la faible résolution temporelle des mesures de morphologie, un réseau de détection sismologique permet d’identifier les chutes de blocs avec une grande précision temporelle. Un réseau sismologique temporaire constitué de 4 stations empruntées au réseau SISMOB a été installé en 2013. Cette première campagne a permis de vérifier la faisabilité de la détection sismologique des chutes de blocs dans le contexte particulier du site du St Eynard. L’association des techniques de mesure de la morphologie avec la détection sismologique permet une détermination précise du temps d’occurrence et contribuera de manière significative à améliorer notre connaissance de la relation amplitude-énergie sismique /volume de l’éboulement et de progresser sur la détermination quantitative des facteurs de déclenchement (variations de température, pluviométrie, gel/dégel, sismicité locale…). Cela nous permet à présent d’envisager une pérennisation de ces observations.

D’autres mesures concernant la température et la météorologie très locale sont en cours de de déploiement.

Ces mesures sont mises à disposition d’une large communauté scientifique dont les recherches se basent sur la morphologie des falaises (géomécaniciens, géologues, géographes, aménageurs, gestionnaires du risque). L’accès aux données se fera par le biais du service OMIV (en cours de mise au point).

Implémentation : sites et données observées

Les observations réalisées se focalisent sur le site pilote des falaises du St Eynard, pour lequel nous associons la mesure de morphologie d’érosion et la détection sismologique afin d’en associer les avantages et d’en compenser les inconvénients. Les secteurs mesurés incluent à la fois les falaises proprement dites, lieu de départ des blocs, et les zones environnantes en particulier les zones de pente moindre en pied de falaise afin de permettre l’étude de la propagation de l’éboulement.
Les données recueillies seront mises à disposition de la communauté scientifique pouvant être intéressée par ces mesures au sens large par l’intermédiaire d’un site internet donnant accès de manière exhaustive et transparente à l’ensemble des mesures réalisées. Les protocoles utilisés sont ceux développés pour la mise en accès des données sismologiques du SNO-OMIV.

Partenaires et collaborations :

Les principaux partenaires de l’atelier Falaises sont à ISTerre (coordination de l’atelier, expertise en sismologie, campagne de mesures Lidar et photographiques). Les méthodes restitution du relief par photogrammétrie (stéréorestitution, corrélation multivue, … ) intéressent plusieurs autres laboratoire associés à l’OSUG (LGGE, LTHE, IRSTEA) à l’Université de Grenoble, mais également à Chambéry (EDYTEM) ainsi que des équipes du BRGM à Orléans avec qui des collaborations sont en cours. Un projet de GIS regroupant ces différents partenaires est en cours de maturation. L’atelier est en fort partenariat avec le Pole Alpin des Risques Naturels (PARN) qui a été parmi les premiers soutiens à ce projet.

Calendrier :

2011-2012 : Soutien du PARN et d’ISTerre aux premières mesures de morphologie.

2012-2013 : Atelier d’observation de l’OSUG. Soutien de l’OSUG (Labex OSUG@2020) et d’ISTerre (AO Interne) au fonctionnement de l’atelier et au déploiement du réseau sismologique.

Tâches de service actuelles à ISTerre :

  • 1 physicien assure la coordination avec le SNO-OMIV.
  • 2 Enseignants-Chercheurs UJF (morphologie et sismologie), 1 chercheur CNRS (sismologie),

Contacts :

contact local : David Amitrano (ISTerre)

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