Chapitre 5 Caractérisation cinématique de surface (déplacement, déformation) des glissements-coulées par LiDAR
5.3 Analyse de la cinématique du glissement de Super-Sauze
5.3.1 Cinématique de la zone d’ablation
5.3.1.1 Organisation structurale de l’escarpement principal
En accord avec les domaines structuraux définis par Malet (2003), l’étude structurale de l’escarpement est divisée en deux domaines Est et Ouest séparés par la faille Sud Sud Est – Nord Nord Ouest (Figure 5.2). Le domaine Est est également subdivisé en deux secteurs 2 et 3 distincts par une orientation différente de la pente topographique (Figure 5.13 A). Chaque domaine structural est caractérisé par plusieurs familles de discontinuités persistantes identifiées dans les nuages de points. Au total, 164 plans ont pu être déterminés et classés en 11 familles de discontinuités. Ces familles correspondent à des joints argileux ou à des diaclases à filons de calcite néoformés observés sur le terrain (Malet, 2003). Toutefois, certaines familles n’ont pas pu être identifiées dans les nuages de points (résolution et précision du scanner laser insuffisantes). Inversement, des familles nettement visibles dans les nuages de points n’ont pas pu être relevées sur le terrain à cause de la difficulté d’accès dans les parties élevées de l’escarpement.
Bien qu’à priori la présence de la faille Sud Sud Est –Nord Nord Ouest limite la possibilité d’un raccordement structural entre les deux domaines, leur configuration structurale globale présente un agencement commun en aval pendage en direction de la vallée de l’Ubaye. Cette configuration est défavorable à la stabilité générale de l’escarpement et explique en partie la forte érodibilité des Terres Noires dans cette zone.
Figure 5.13 - Organisation structurale de l’escarpement principal du glissement-coulée de Super-Sauze à partir d’une interprétation des nuages de points, A) fracturation régionale par deux failles d’orientations Sud Ouest - Nord Est et Sud Sud Est – Nord Nord Ouest et famille de discontinuités locales, B) exemple de rupture en dièdre dans la partie Est de l’escarpement, C) exemple d’éboulement suite à l’ouverture de la famille J7 et glissement plan sur J8.
Domaine structural Est de l’escarpement :
Six familles de discontinuités sont identifiées dans le domaine structural Est (Figure 5.13 A) :
• La famille S0 (269°/60° ± 10°) correspond à la stratigraphie et à la schistosité principale (Malet, 2003), cette dernière n’a toutefois pas pu être identifiée dans les nuages de points, cela est dû à une résolution et précision insuffisante du levé au scanner laser. Le fait que la schistosité principale soit parallèle à S0 indique que le domaine Est se trouve sur le flanc du synclinal principal observé par Plan (1968). Les ondulations de S0 correspondent probablement à des plis d’un ordre supérieur. En
assumant une cylindricité locale du pli, un axe de 002°/03° est déterminé par mesure systématique de l’orientation de la stratigraphie (Ramsay, 1967). Cette direction, très différente de l’orientation régionale de l’axe (215°/35°) (Plan, 1968), peut être expliquée par la présence à proximité de la faille Sud Sud Est –Nord Nord Ouest ou par un replissement de l’axe du synclinal principal.
S0 correspond à la pente moyenne du secteur 2 (pente structurale) ;
• Les familles J3 (090°/67° ± 15°), J4 (117°/31° ± 7°) et J6 (069°/11° ± 8°) correspondent à des discontinuités subparallèles à l’axe du pli ;
• Les familles J1 (026°/78° ± 11°) et J2 (035°/64° ± 15°) correspondent à des discontinuités recoupant perpenculairement S0 ;
• La famille J5 (331°/76° ± 9°) correspond à l’orientation de la pente topographique moyenne du secteur 3.
Le secteur 3 est affecté principalement par des mécanismes de rupture de type dièdre contrôlés par l’intersection des familles S0, J1 et J2 dont l’axe de propagation est orienté vers 330°/40° et 322°/51° et limité à l’arrière par J5 (Figure 5.13 B). Ces orientations sont comparables à celles mesurées sur le terrain (Malet, 2003).
En considérant un angle de friction Ф de 32° obtenu par analyses en retour sur des fractures lisses sans remplissage (Malet, 2003) et une cohésion nulle (déstabilisation uniquement par gravité), des glissements plans le long de J5 sont cinématiquement possibles.
Dans le secteur 2, des ruptures en dièdre induites par l’intersection de S0 et J5 sont cinématiquement possibles vers 267°/62°. Les zones en surplomb créés par J6 et J3 facilitent le détachement des dièdres en amont. Le secteur 2 est particulièrement exposé à des ruptures en plan le long de S0 dont le pendage est nettement supérieur à 32°. Les volumes mobilisés sont relativement faibles (< 0.5 m3) , cela est dû au faible espacement de S0.
Domaine structural Ouest de l’escarpement :
Six familles de discontinuités sont également identifiées dans le domaine structural Ouest (Figure 5.13 A) : 1. La famille S0 (181°/21° ± 6°) est caractérisée dans ce secteur par son faible pendage amont. Comme
dans le domaine Est, la schistosité principale est quasi parallèle à S0 (Malet, 2003) ;
2. Les familles J7 (025°/81° ± 10°), J8 (359°/65° ± 10°), J9 (063°/63° ± 10°), J10 (310°/53° ± 13°) et J11 (331°/80° ± 12°) correspondent à des discontinuités quasi perpenculaires à S0. J7 correspond à l’orientation de la pente topographique moyenne du secteur 1. Elle est responsable des zones en surplomb;
3. La famille J12 (269°/57° ± 8°) est caractérisée par un pendage amont (zones de surplomb).
La stabilité du secteur 1 dépend principalement des familles subverticales J7, J8 et J11. Elles conditionnent les décrochements en masse dans cette zone (éboulement de plusieurs mètres cubes). Leur ouverture permet le développement de ruptures en plan le long de J8 dont le pendage est nettement supérieur à l’angle de friction de 32° (Figure 5.13 C). Des décrochements en dièdre selon les lignes d’intersection de J12 et J9 (345°/21°) sont également identifiés. La forte densité d’intersections de J8, J9, J10, J11 vers 012°/50° et 042°/75° montre une forte probabilité de décrochements en dièdre dans ces directions.
La morphologie du replat au-dessus du domaine Ouest à proximité du glacier rocheux est fortement modelée par J9 et J10. Cela se traduit sur le terrain par la présence de ravines parallèles à l’axe d’intersection de ces deux familles. Ces ravines croisent J7, J8 et J11 dans lesquelles les eaux de ruissellement peuvent s’infiltrer rapidement. En hiver, l’écartement des fissures induit par le gel entraîne un endommagement progressif de la roche et facilite la rupture de ponts rocheux remplacés temporairement par des ponts de glace. La fonte de ces ponts au printemps peut donc provoquer des détachements isolés de blocs. Par ailleurs, la présence possible de glace résiduelle dans les fissures à la base de l’escarpement peu exposée à l’ensoleillement empêcherait le drainage des eaux infiltrées en amont. Par conséquent, une mise en pression à l’arrière de l’escarpement est possible, ce qui provoquerait une rupture de la base et un éboulement en masse de l’escarpement Ouest équivalent à celui observé en mars 2008. Les suintements d’eau fréquemment observés le long de l’escarpement témoignent effectivement d’une circulation d’eau dans ces discontinuités.