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Terre Univers Environnement

La forêt : un intégrateur robuste de l’évolution de la dynamique des chutes de blocs dans un contexte de changements environnementaux ?

Robin MAINIERI, équipe EM / Irstea, Oct. 2016 - Oct. 2019

par Chargé(e) de mission communication - 22 février 2017

Supervision : Franck Bourrier (Irstea)
Funding : 50% Irstea / 50% Labex
Doctoral School : Terre-Univers-Environnement ; Grenoble

Résumé

Depuis le milieu du XIX° siècle, les versants alpin s connaissent des évolutions très rapides liées aux impacts conjoints de la déprise-agro-sylvo-pastorale et d’une urbanisation croissante. Ces changements de l’usage et de l’occupation des sols sont susceptibles d’impacter significativement la propagation des aléas et modifient profondément la vulnérabilité des zones périurbaines. Néanmoins, ces processus complexes, en forte interaction, restent peu étudiés et mal quantifiés. Le XIX° sièc le coïncide également avec la fin du Petit Age Glaciaire (PAG) et avec une hausse des températures (+1.5°C depuis le début de l’ère industrielle) dans les Alpes, deux fois supérieure à celle observée pour le reste du globe. En raison d’une documentation historique, rare ou souvent très lacunaire, les impacts de ce réchauffement sur la dynamique des aléas naturels, et en particulier les chutes de pierres, restent également mal connus, notamment en-dessous de la limite inférieure du pergélisol où se situe la majorité des enjeux. Traditionnellement, l’analyse du risque repose sur un croisement entre la fréquence/intensité de l’aléa et la vulnérabilité des enjeux exposés mais ne prend pas en compte ces changements environnementaux. Dans ce contexte, le projet de thèse, à caractère fortement pluridisciplinaire, est construit sur le couplage d’une approche dendrogéomorphologique et d’une approche géohistorique, pour la reconstitution des événements passés, et d’une suite de modèles – hiérarchique bayésien, valeurs extrêmes et analyse trajectographique – permettant de quantifier l’impact respectif des changements de l’usage et de l’occupation des sols et du réchauffement climatique post-PAG sur la dynamique spatio-temporelle de l’aléa chute de bloc. Ces travaux de recherche seront réalisés à l’échelle de versants représentatifs du massif de la Chartreuse, soumis à l’aléa rocheux et caractérisés par des évolutions différentielles (rapides/lentes) de l’usage des sols et de l’occupation humaine. Cette approche pluridisciplinaire inédite devrait apporter des réponses précieuses à la communauté scientifique et aux décideurs en charge de la prévention des risques particulièrement, démunis en matière de prise en compte des changements environnementaux dans la décision et la gestion des risques générés par les aléas rocheux. La mobilisation de l’ensemble de la communauté OSUG intéressée par la thématique est prévue via le comité de suivi de la thèse.

Objectifs

L’objectif principal de la thèse est d’améliorer la compréhension des impacts des changements environnementaux (réchauffement climatique récent et changement d’occupation des sols) sur la fréquence d’occurrence et la propagation des chutes de blocs dans des tranches d’altitude (<2000m) et sur des versants caractérisés par une forte dynamique/pression anthropique.
Afin d’atteindre cet objectif et de pallier aux lacunes exposées précédemment, la thèse repose sur la mise en œuvre de quatre approches complémentaires :

  • Une approche géohistorique, basée sur une synthèse de la documentation historique
    existante pour retracer l’évolution spatio-temporelle de l’occupation et de l’usage des sols au cours des derniers siècles ;
  • Une approche dendrogéomorphologique, basée sur l’analyse et la datation des perturbations de croissance dans les séries de cernes d’arbres afin de reconstruire l’évolution spatio-temporelle de l’aléa de chute de blocs depuis la fin du Petit Age de Glaciaire avec une résolution annuelle ;
  • La mise en œuvre de méthodes statistiques bayésiennes pour (i) retirer le bruit et les artéfacts d’origine non-climatique des reconstructions dendrogéomorphologiques, modéliser et quantifier l’impact des fluctuations d’origines climatiques sur la fréquence de l’aléa ;
  • Une modélisation trajectographique en trois dimensions afin de spatialiser l’emprise potentielle des chutes de blocs sur les sites choisis (aide à l’échantillonnage
    dendrogéomorphologique) dans différents contextes climatiques et en fonction de différents scénarios d’évolution d’occupation des sols.

Cette thèse à caractère fortement pluridisciplinaire apportera des réponses indispensables à la communauté scientifique mais également aux décideurs en charGe de0l prévention des risques particulièrement démunis en matière de gestion, de mitigation et d’adaptation à l’aléa rocheux dans le contexte de changements environnementaux.

Résultats attendus /valorisation

  • La reconstruction pluriséculaire de l’activité des chutes de blocs est inédite à l’échelle des Alpes Française. Ces résultats pourront faire l’objet d’une publication dans des revues de géosciences telles que Geomorphology, Geology ou encore Journal of Geophysical Research : Earth Surface.
  • L’établissement d’une relation entre les fluctuations climatiques récentes/passées et l’évolution morphogénique de l’aléa rocheux fera l’objet d’une publication dans des revues telles que Climatic Change ou encore Geophysical Research Letter.
  • Deux publications sont envisageables. Un article méthodologique qui traitera de l’intérêt du couplage de l’approche dendrogéomorphologique et de la simulation trajectographique pour la cartographie de l’aléa rocheux. Les revues visées sont Geomorphology, Natural Hazards ou encore Landslides.
    Un article de synthèse, qui permettra de cerner les impacts des changements environnementaux, en terme de fréquence absolue, de magnitude et de distance d’arrêt de l’aléa rocheux, est envisagé. Des revues scientifiques plus généralistes ont été identifiées, telles que Science of The Total Environment et PlosOne.

Parallèlement, en termes d’impact sociétal, les développements effectués constitueront une première base pour le développement d’un outil de zonage du risque rocheux explicitement non-stationnaire.



       

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