EAU ET MOUVEMENTS DE TERRAINS

Intervention dans le cadre du groupe « Alpes » de Rétina

Par

Yves Guglielmi

MCF, Département de Géosciences, 16 route de Gray, 25030 Besancçon cedex

Email : yguglielmi@free.fr et yves.guglielmi@univ-fcomte.fr

Problème posé :

L’infiltration d’eau dans un versant augmente le risque de rupture. Peut – on à l’échelle d’un versant ou à une échelle plus large (vallée, massif montagneux) évaluer cet aléa ? Quels types de mesures et quels types de calculs pour y arriver ?

Objectifs du travail dans le cadre de Rétina :

- établir des lois de variations spatiales et temporelles du facteur de stabilité des pentes pour des milieux complexes (discontinus fracturés et/ou anisotropes, pas de surfaces de rupture évidentes, effets couplés hydromécaniques)

Moyens mis en œuvre :

- utilisation des données existantes sur le site Clapière

- modélisation 2D avec UDEC (code de calculs hydromécaniques en statique et dynamique)

- modélisation 3D avec 3FLOW (code de calculs hydrauliques en milieu discontinu)

Vue du glissement de La Clapière – Vitesses moyennes mensuelles (rouge) comparées aux variations du débit de la Tinée (en bleu). Une crue de la Tinée (pic bleu) traduit un épisode de précipitation sur le versant de la Clapière et, indirectement, une entrée d’eau dans celui-ci. L’étroite corrélation entre les pics rouges et bleu démontre l’étroite relation entre infiltrations d’eau dans le versant et accélérations du glissement. Néanmoins, le pic de 1987-88 présente une valeur anormale liée à d’autres paramètres que la présence d’eau.

Retinaexpo2 : Résumé des enjeux concernant la recherche sur les liens entre eau et mouvements de terrain. 1 – Le débit de la rivière représente une infiltration globale sur tout son bassin versant. Qu’en est –il du débit réellement infiltré sur la zone en mouvement (en rouge) ? ; 2 – Le même épisode de précipitations peut correspondre à de la pluie en partie basse du versant (infiltration rapide) et de la neige en partie haute (infiltration très différée). 3 – Dégradation du matériel dans un environnement extrême.

Retinaexpo3 : La chimie des eaux permet de reconstituer les limites de l’impluvium (zone d’infiltration des précipitations) du mouvement de terrain. Celles-ci sont beaucoup plus larges que la zone en mouvement.

Retinaexpo4 : Carte et coupe hydrogéologique du versant de la Clapière. Le drainage souterrain du versant de la Clapière est typique de celui d’un versant montagneux. Il se caractérise par une zone aquifère basale et des zones aquifères perchées à différents niveaux dans le versant. Toutes ces zones sont en partie drainées vers la zone en mouvement.

Retinaexpo5 : Corrélation entre variations de chimie des eaux des sources 1, 2, 3 du versant de la Clapière (cf localisation sur la page 4) et les épisodes d’infiltration. On voit que le signal chimique se traduit par un creux (dilution) lorsque les eaux d’infiltration ressortent aux sources. Si l’on compare les minima de teneurs des trois sources on s’aperçoit qu’ils sont décalés dans le temps. Ceci traduit des vitesses variables de transit des eaux jusqu’aux différentes sources. A la Clapière, les décalages d’arrivées des eaux d’infiltration varient de 7 jours à 1 mois.

Retinaexpo6 : Corrélations entre variations chimiques des eaux des sources et vitesses du glissement. Il apparaît, que les variations chimiques débutent avant le mouvement et peuvent donc être utilisées comme des précurseurs de l’activité gravitaire instable du versant.

Retinaexpo7 : Variations du coefficient de sécurité calculées pour différentes hypothèses de nappes aquifères dans le versant et dans le temps (code de calcul PETAL). Cette image illustre un premier travail dans l’objectif de la proposition Retina. Nous proposons de « compliquer » les calculs en prenant en compte des paramètres décrivant le versant de façon plus réaliste.

CONCLUSION

1 / Approche scientifique

- modélisation couplée hydromécanique 2D en cours

- intégration de nouveaux types de mesures (chimie des eaux) dans les dispositifs de surveillance des versants en cours

2 / Interface avec les autres parties

- possibilité d’analyse en commun de l’expérience « Clapière » sur tous les aspects (30 années de surveillances avec plusieurs crises graves, comment ont elles été gérées ? Quels enseignements peut-on en tirer ?).