Caractéristiques des glissements-coulées argileux et cadre morphologique des sites d’études
Caractéristiques géomorphologiques générales des glissements-coulées argileux
Elle se compose d'une zone d'ablation (zone source), d'une zone de transit et d'une zone d'accumulation (Figure 1.1). La morphologie de la zone d'ablation peut être relativement complexe, comprenant des écoulements secondaires, des dépressions et des zones partiellement ou complètement saturées (Picarelli et al., 2005).
Caractéristiques cinématiques générales des glissements-coulées argileux
Détails photographiques des fissures de frottement de cisaillement, de soulèvement latéral (actif, inactif) et de fissures de traction observées sur les sillages de Super-Sauze, La Valette (France) et Slumgullion, USA (Baum et al., 2003). Outre une déformation répartie verticalement dans la masse, ces phénomènes associent un régime de déformation spécifique caractérisé par une zone d'extension en amont et une zone de compression en aval (Malet, 2003).
Caractéristiques spécifiques des glissements-coulées dans les marnes noires du Bassin de Barcelonnette
- Facteurs de prédisposition litho-structuraux et météo-climatiques
- Historique et description du glissement-coulée de Super-Sauze
- Historique et description du glissement-coulée de La Valette
Dans la partie amont de l'aire de repos, le courant se divise en deux langues distinctes. Le prolongement du ruisseau vers l'est est canalisé par l'ancien lit de la rivière Valette.
Conclusion du Chapitre 1
Characteristics of the images: (A) Effective pixel size calculated with the ALS DEM of 2009 projected into the image geometry (in m2); (B) Angle of incidence (in degrees). Relative accuracy of the Image Correlation technique in the image plane (C) and in the local coordinate system (D).
Présentation des techniques utilisées
Méthodes de télédétection optique
- Scanners laser à temps de vol (LiDAR)
- Photogrammétrie optique
Dans ce chapitre, le principe de la technique est brièvement présenté, en se référant principalement à Lichti et al. La taille de l'empreinte lumineuse est un paramètre important lors du choix de la résolution spatiale lors de l'acquisition.
Méthodes géophysiques de proche surface
- Tomographie de résistivité électrique
- Tomographie de sismique réfraction
Ces valeurs sont le résultat de la réponse électrique globale de toutes les résistivités réelles de chaque élément du sol. La base de la tomographie de vitesse Vp repose sur la détermination d'un modèle de vitesse qui correspond aux dromochrones mesurées (Tarantola, 1987).
Conclusion du Chapitre 2
Accumulated displacements at three locations in the upper (pt1), middle (pt2) and lower (pt3) parts of the landslide.
Caractérisation géométrique des glissements-coulées
Etat de l’art : connaissances de la géométrie des glissements de terrain
- Connaissances antécédentes de la géométrie de Super Sauze
- Connaissances antécédentes de la géométrie de La Valette
Sur la base des informations obtenues entre 1996 et 2003, les premières interprétations de la géométrie du glissement de terrain ont été proposées par Flageolet et al.. Un profil de 120 m a été ajusté dans l'axe du glissement de terrain à l'ouest de la zone rocheuse (Figure 3.5).
Investigations géophysiques complémentaires
- Tomographie de résistivité électrique
- Tomographie de sismique réfraction
Le modèle d'inversion initial est basé sur la connaissance a priori de la vitesse d'écoulement des matériaux et du socle rocheux stable et de leur profondeur. Les courbes de dispersion (c'est-à-dire les profils de vitesse d'onde S 1D) sont calculées pour chaque position de géophone.
Construction du modèle géométrique du glissement-coulée de Super-Sauze. Article: “Characterization of the 3D
The proposed 3D geometric model emphasizes the influence of rock geometry on the observed kinematic pattern. Finally, the influence of data point density and temporal resolution on the coherence of the 3D geometric model is discussed. They can be corrected with a DEM used as a height reference in the stable parts of the landslide.
This transformation is important because it controls the size of the mesh in the 3D geometry model (Section 4.3.1). Additional data points are added along the profiles to integrate the spatial extent of the ridges into the 3D geometric model. The structure of the input data points of the C1–C2 and C2-(M)S interfaces is estimated using semi-variograms for directions and 135° relative to the direction of landslide sliding (Fig. 9A, B).
Integrated 3D geophysical and geological modeling of the Hercynian Suture Zone in the Champtoceaux area (South Britain, France).
Construction du modèle géométrique du glissement-coulée de La Valette
- Géométrie de la zone d’ablation (escarpement principal)
- Article: “Control of landslide retrogression by discontinuities: evidences by the integration of airborne- and
- Géométrie de la base de l’escarpement principal
- Géométrie de la zone de transit et d’accumulation
- Méthodologie pour la construction du modèle géométrique de la zone de transit et d’accumulation
- Interprétations des données géotechniques
- Interprétations des tomographies de résistivité électrique et de sismique réfraction 2D et 3D
- Résultats : modèle géométrique de la zone de transit et d’accumulation
Finally, a kinematic model explaining the failure mechanism in the upper part of the landslide is proposed and discussed. The landslide affects a hillside located uphill of the commune of Saint-Pons (Alpes-de-Haute-Provence), and poses a significant threat to the 170 community houses located downstream (Le Mignon and Cojean 2002). The location of the terrestrial laser scan (yellow square) and the seismic profiles (L1, L2 and L3) are also indicated.
The accuracy of the vertical displacement depends on two independent factors: (i) the co-registration accuracy and (ii) the calculated distance D with respect to the tolerance angle that gives the maximum error Emax (Emax = D *sin(10°) ). 12 Stereonet (same angle, lower hemisphere) of major discontinuities observed in the scarp and crown areas. Grzegorz Skupinski (University of Strasbourg) for support in terrestrial laser scanning data acquisition.
In: The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Istanbul, Vol.
Conclusion du Chapitre 3
It affects the accuracy of the transformation of the displacement vector in the local coordinate system. As observed by Hild et al. 2003), the precision of the correlation algorithm mainly depends on the pixel fraction of the displacement. The accuracy of the camera orientation is a parameter that influences both the image geometry and the accuracy of the orthorectification (Mikhail et al., 2001).
Caractérisation hydrologique des glissements-coulées par Tomographies de Résistivité Electrique
Etat de l’art : connaissances générales de l’hydrologie des glissements-coulées
- Connaissances antécédentes de l’hydrologie du glissement-coulée de Super Sauze
- Connaissances antécédentes de l’hydrologie du glissement-coulée de La Valette
Objet de la section : L'objectif de cette section est d'apporter des éléments complémentaires pour comprendre les voies d'infiltration de l'eau dans la zone non saturée des glissements de terrain et des cours d'eau. La dépression dans la zone d'ablation et l'affaissement de la masse provoqué par l'érosion de la surface basale facilitent le stockage de l'eau dans les glissements de terrain (Corominas, 1995). Ce réseau de fissures réduit considérablement le temps de réponse de l'aquifère aux précipitations.
Les infiltrations d'eau de pluie et la fonte des neiges sont les principales sources d'approvisionnement de l'aquifère. La recharge annuelle dépend également des sources de surface de l'aquifère morainique alimenté par le glacier rocheux en amont de la zone d'avalanche (Malet et al., 2005). Les apports profonds du substratum rocheux dans la zone de transit et d'ablation alimentent l'aquifère (adapté de de Montety et al., 2007), B) identification des morts-terrains dans l'écoulement (octobre 2007, vers le sud).
Cette dernière est proche de la saturation pour l'écoulement de Super-Sauze (Sr ≈ 85 %) et inférieure pour le glissement de Laval (Sr ≈ 27 %).
Caractérisation de l’hydrogéologie de glissements-coulées par expérimentations contrôlées de pluie artificielle
- Intérêts des études hydrogéophysiques in-situ
- Description de l’instrumentation des expérimentations contrôlées de pluie
- Tomographies de résistivité électrique: acquisition et traitement des données
- Suivi hydrologique du glissement du Laval par expérimentation contrôlée de pluie. Article: ‘Hydrological response
- Suivi hydrologique du glissement-coulée de Super-Sauze par expérimentation contrôlée de pluie
- Résultat du suivi par tomographie de résistivité électrique
- Interprétation des variations de résistivités électriques
- Discussion de l’expérimentation contrôlée de pluie sur le glissement-coulée de Super-Sauze
The stability over time of the inverse resistivity values observed in the dry plot of the inverse models after removing the values affected by soil temperature changes. Changes in RMS errors for the inverse models of the six groups of cross models. After removing the temperature effect, the residual resistance change (Rresidual) in the dry plot is approximately 1%.
On average, the time to steady-state flow conditions is reached 21 hours after the onset of rain. After a certain time the groundwater level remains constant until the end of the rain experiment. The first reason is due to the non-uniqueness of the inverted model inducing variability in the inverted.
These values are plotted with the inverse resistivity values calculated for the weathered black marls of the Laval landslide.
Conclusion du Chapitre 4
The size of the correlation window is a compromise between the desired accuracy in the displacement estimates and the spatial resolution of the velocity field ( Delacourt et al., 2007 ). The (u,v) coordinates of the GCPs in the image plane are determined by manual selection with an estimated accuracy of about 2 pixels. A back projection of DEMs is applied to the image plane using external and internal camera parameters previously defined with GCPs (Mikhail et al., 2001; Corripio, 2004).
Mean value (µ) and standard deviation (σ) of the absolute accuracy for the projection in the image plane and the back projection in the local coordinate system.
Caractérisation cinématique de surface (déplacement, déformation) des glissements-coulées par LiDAR
Etat de l’art : cinématique des glissements-coulées
- Techniques pour la caractérisation spatialisée de la cinématique de surface
- Connaissances antécédentes de la cinématique de surface du glissement-coulée de Super-Sauze
- Cinématique de la zone d’ablation
- Cinématique des zones de transit et d’accumulation
- Connaissances antécédentes de la cinématique de surface du glissement-coulée de La Valette
- Cinématique de la zone d’ablation
- Cinématique des zones de transit et d’accumulation
Le suivi spatio-temporel de la cinématique est le premier moyen de détection et de suivi des aléas de glissement de terrain. L'état des connaissances sur les glissements de Super-Sauze et de La Valette est présenté ci-dessous. La figure 5.2 B résume schématiquement l'évolution de l'écoulement dans la zone abrupte depuis la rupture.
La zone d'ablation a tendance à se vider rapidement du fait de la progression continue du flux vers l'aval. La disposition structurale de la partie ouest de l'escarpement n'est pas propice à une séparation dièdre (Malet, 2003). Cette accélération est illustrée par les taux de cisaillement croissants de la mesure topographique 9 située au pied du talus principal (Figure 5.6 B).
Les différentes cinématiques de la zone d'ablation et des zones de transit et d'accumulation ont pu être mises en évidence.
Méthodes utilisées pour la caractérisation cinématique des glissements-coulées de Super-Sauze et de La Valette
- Utilisation de la technique du scanner laser
- Utilisation de la technique de la photogrammétrie optique
Après filtrage de la végétation, la densité moyenne des points de sol sur les sites de Super-Sauze et de La Valette est respectivement de 3,2 pts.m-. Par conséquent, l'exploitation des données géométriques contenues dans les nuages de points n'est que très rarement complète et quantitative (eg Teza et al., 2008 ; Monserrat & Crosetto, 2008). Cette méthode a l'avantage de prendre en compte la forte densité de points des relevés scanner laser.
L'utilisation de la fonction de corrélation croisée normalisée permet de dériver le champ de déplacement 2D et 3D à partir des données de mesure de hauteur. Cette méthode permet d'estimer rapidement la position d'un maximum de corrélation loin de la position de référence (généralement lors de grands déplacements). La taille de la zone de recherche doit être supérieure ou égale à l'amplitude des déplacements détectés.
L'essentiel de la procédure d'orthorectification réside dans la détermination des paramètres externes et internes à partir de points de contrôle situés au sol, dont les positions dans le repère local (X,Y,Z) et dans le plan image (u,v) sont connues.
Analyse de la cinématique du glissement de Super-Sauze
- Cinématique de la zone d’ablation
- Organisation structurale de l’escarpement principal
- Analyse de la cinématique du replat supérieur et identification des volumes mobilisés
- Analyse de la cinématique de la zone de transit
- Article: ‘’Correlation of multi-temporal ground-based images for landslides monitoring: application, potential and
- Suivi des déplacements par scanner laser terrestre
- Analyse de la cinématique de la zone d’accumulation : pied de la coulée
- Article: ‘’Multi-date correlation of Terrestrial Laser Scanning data for the characterization of landslide kinematics
- Acquisitions complémentaires d’orthophotographies et de MNTs par drone aéroporté
- Synthèse de la cinématique du glissement-coulée de Super-Sauze
- Synthèse de la cinématique de la zone d’ablation
- Synthèse de la cinématique des zones de transit et d’accumulation
The orthorectification converts the initial position (u,v) and the final position (u+∆u, v+∆v) of the displacement vectors into a local coordinate system. Below this displacement threshold, the accuracy depends solely on the accuracy of the sub-pixel correlation. This area generally shows a percentage of residual values that are lower than in the middle and lower parts of the landslide.
One limitation of the Image Correlation technique is directly linked to the correlation algorithm and the sub-pixel interpolation method (Debella-Gilo & Kääb, 2010). A series of experimental tests were performed to determine the accuracy of the Image Correlation technique. For higher level of noise, the accuracy is more dependent on the size of the correlation window.
Analyse de la cinématique du glissement-coulée de La Valette
- Analyse de la cinématique de la zone d’ablation
- Analyse de la cinématique des zones de transit et d’accumulation
- Caractérisation des déplacements
- Analyse de la cinématique
- Synthèse de la cinématique de surface du glissement-coulée de La Valette
Conclusion du Chapitre 5
- Conclusion sur les méthodologies développées
- Conclusion sur la cinématique des glissements-coulées
Modélisation hydro-mécanique du glissement-coulée de Super-Sauze
Introduction : modélisations de glissements de terrain
Approches choisies pour la modélisation numérique des déplacements du glissement-coulée de Super-Sauze
- Approche 1 : Analyse de l’influence des pressions interstitielles avec Z Soil
- Formulation du code du calcul implémenté dans Z Soil
- Stratégie de modélisation
- Maillage et conditions aux limites
- Calage du modèle hydrologique
- Validation du modèle hydrologique
- Calage du modèle hydro-mécanique
- Validation du modèle hydro-mécanique
- Discussion
- Approche 2 : Analyse de l’influence du comportement visco-plastique avec SlowMov
- Formulation du code du calcul implémenté dans SlowMov
- Tests de sensibilité du modèle SlowMov
- Maillage et conditions aux limites
- Calage du modèle hydro-mécanique
- Discussion
Conclusion du Chapitre 6
Article: Hibert C., Grandjean G., Bitri A., Travelletti J., Malet J-P. 2011. Characterizing landslides through geophysical data fusion
Résumé étendu: Travelletti J., Oppikofer T., Delacourt C., Malet J-P., Jaboyedoff M. 2008. Monitoring landslides displacements
Article: Niethammer U., James M.R., Rothmund S., Travelletti J., Joswig M. 2011. UAV-based remote sensing of the Super-Sauze
Article: Spickermann A., Travelletti J., Malet J.-P, van Asch Th.-W.-J. A dynamic model to quantify the development of slow
