Connaissances antécédentes de la géométrie de Super Sauze

Le glissement-coulée de Super-Sauze est composé de trois secteurs que sont, la zone d’ablation où la rupture initiale du massif de Terres Noires a eu lieu, la zone de transit et la zone d’accumulation représentant l’extrémité aval de la langue de la coulée (Figure 3.2). La géométrie du glissement de Super-Sauze est investiguée depuis 1996. L’accessibilité restreinte du site est le facteur principal influençant le choix de techniques d’investigations légères et transportables (pénétromètre dynamique et vibro-percuteur à gouge) en complément des reconnaissances géomorphologiques de surface. La Figure 3.2 présente l’ensemble des investigations acquises sur la coulée de 1996 à 2008. La majorité des campagnes de sondages géotechniques a été effectuée entre 1996 et 2003 généralement le long de profils transversaux dans les secteurs où les variations géomorphologiques les plus importantes sont attendues. Au total, six forages destructifs et carottés de 20 m de profondeur, 300 essais standards au pénétromètre dynamique et 60 sondages entre 3 et 4 m de profondeur au vibro-percuteur ont été réalisés (Genet & Malet, 1997; Flageollet et al. 2000 ; Malet, 2003).

L’information stratigraphique et structurale ponctuelle a été complétée par des investigations géophysiques (électromagnétique, électrique et sismique réfraction) (Schmutz et al. 2001 ; Schmutz et al., 2009). Une présentation détaillée des investigations réalisées de 1996 à 2003 est disponible dans Flageollet et al. (2000) et Malet (2003). Des couples stéréoscopiques d’images optiques aériennes ont permis d’obtenir des modèles numériques de terrain basse résolution de la topographie pré-rupture et de suivre l’évolution spatio- temporelle du glissement entre 1956 et 1995 (Weber & Hermann, 2001). A partir des années 2000, la géométrie du glissement a été principalement investiguée par les techniques géophysiques (tomographies de sismique réfraction et de résistivité électrique ; Grandjean et al., 2006 ; Grandjean et al., 2007 ; Méric et al.,

2007). A partir des informations acquises entre 1996 et 2003, les premières interprétations de la géométrie du glissement ont été proposées par Flageollet et al. (2000) et Malet (2003). Nous en décrivons ci-après les principales caractéristiques.

Figure 3.2- Carte de l’ensemble des investigations géotechniques et géophysiques effectuées sur le glissement-coulée de Super-Sauze représentée sur le relief ombré du MNT LiDAR de 2009. Les profils interprétés font références à la Figure 3.3. Les investigations de 2007 et 2008 ont été réalisées dans le cadre de ce travail de recherche.

• Zone d’ablation :

La zone d’ablation se compose d’un replat supérieur localisé à la base de l’escarpement principal, conséquence de la dépression formée par la rupture initiale du massif marneux dans les années 1960 (Figure 3.2). A cet endroit, la profondeur et la géométrie du toit du substratum stable sont relativement mal connus du fait de l’interprétation délicate des sondages au pénétromètre dynamique (blocages dus à la présence de blocs métriques de marnes et de moraines) (Malet, 2003). Les forages réalisés en 1996 ont permis d’identifier une profondeur de substratum entre 20 m et 9 m sous la surface topographique. Cette variabilité est liée à la présence d’anciennes crêtes, reliques du paysage de badlands actuellement recouvertes par les matériaux glissés et éboulés de l’escarpement. La succession d’anciennes crêtes et de ravines compartimente la coulée en secteurs aux propriétés cinématiques et hydro-mécaniques distinctes (Flageollet et al., 2000 ; Malet et al., 2002). Les mesures inclinométriques confirment la présence d’une bande de cisaillement (0.20 - 0.30 m d’épaisseur) entre le substratum marneux et les matériaux mobilisés (Malet, 2003). La position du substratum est globalement en accord avec la profondeur des contrastes de résistivité des profils électriques acquis en octobre 2005 (Méric et al. ,2007). Les matériaux du glissement sont caractérisés par des résistivités de 60 ± 24 Ω.m, le substratum compact et moins perméable présente des résistivités plus élevées de 150 ± 60 Ω.m (Méric et al., 2007 ; Schmutz et al. 2001; Schmutz et al. 2009).

• Zone de transit et d’accumulation :

Les forages réalisés dans la zone de transit et d’accumulation indiquent que le corps de la coulée est constitué de matériaux silto-sableux à silto-argileux hétérogènes à débris morainiques. Flageollet et al. (2000) et Malet (2003) y ont identifié trois couches géotechniques à partir de critères de résistance mécanique, des contrastes dans la nature des matériaux et de la déformée de tubes inclinométriques. On distingue verticalement (Figure 3.3):

o Une unité superficielle aquifère C1 de 5 à 9 m d’épaisseur (résistance dynamique de pointe Qd < 10 Mpa, module pressiométrique EM < 15 Mpa, vitesses de déplacement superficiel > 5 m.an^-1). Cette unité peut être subdivisée en deux sous-unités C1a et C1b selon la forme de la paléotopographie et la profondeur de la zone non saturée ;

o Une unité profonde C2 (module pressiométrique EM > 15 MPa, pression limite PL > 4 MPa) appelée ‘’corps mort’’. Cette unité est imperméable, très compacte et caractérisée par de très faibles déplacements ;

o Le substratum de marnes noires in-situ entre 10 et 24 m de profondeur.

Les observations géotechniques et stratigraphiques ont été complétées par des investigations géophysiques.

Dans la zone de transit, les tomographies de résistivité électrique acquises en juillet 2006 indiquent une épaisseur totale du glissement-coulée entre 5 à 24 m avec des valeurs de résistivités comparables à celles de la partie amont (Méric et al., 2007). Des crêtes recouvertes par la coulée ont pu être localisées. Un profil transverse de tomographie de sismique réfraction a permis de déterminer un modèle de vitesses Vp à trois couches conformément aux observations de Flageollet et al. (2000) et Malet (2003): une couche superficielle de 300 à 600 m.s^-1, une deuxième couche de 900 à 1200 m.s^-1 et une troisième couche correspondant au substratum stable caractérisé par des vitesses Vp de 2100 à 2400 m.s^-1 (Grandjean et al., 2006). Leur profondeur est cohérente avec les interprétations des essais au pénétromètre dynamique et les données litho- stratigraphiques et inclinométriques des trois forages. L’épaisseur maximale est atteinte à la confluence des ravines du bassin torrentiel de 1956 identifiable sur l’orthophotographie et le MNT de 1956 à proximité des forages localisés dans la zone de transit (Flageollet et al., 2000 ; Weber et Hermann, 2000). L’épaisseur du glissement-coulée diminue ensuite progressivement vers l’aval pour atteindre quelques mètres au pied de la coulée.

Figure 3.3 – Structure interne du glissement-coulée de Super-Sauze et synthèse des caractéristiques hydro-mécaniques (Malet, 2003). La position des profils est indiquée dans la Figure 3.2.