Classification des glissements de terrain - Landslide classification
Il existe différentes classifications des glissements de terrain . Les définitions larges incluent des formes de mouvement de masse que les définitions plus étroites excluent. Par exemple, la McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology distingue les types de glissements de terrain suivants :
- chute (par sous-cotation)
- tomber (en renversant)
- marasme
- éboulement
- coulée de terre
- gouffres , côté montagne
- éboulement qui se transforme en avalanche rocheuse
Les définitions plus étroites influentes restreignent les glissements de terrain aux affaissements et aux glissements de translation dans la roche et le régolithe , n'impliquant pas de fluidisation. Cela exclut les chutes, les basculements, les écarts latéraux et les flux de masse de la définition.
Facteurs de classification
Diverses disciplines scientifiques ont développé des systèmes de classification taxonomique pour décrire des phénomènes naturels ou des individus, comme par exemple les plantes ou les animaux. Ces systèmes sont basés sur des caractéristiques spécifiques comme la forme des organes ou la nature de la reproduction. Différemment, dans la classification des glissements de terrain , il y a de grandes difficultés car les phénomènes ne sont pas parfaitement reproductibles ; étant généralement caractérisé par des causes, des mouvements et une morphologie différents, et impliquant du matériel génétiquement différent. Pour cette raison, les classifications des glissements de terrain sont basées sur différents facteurs discriminants, parfois très subjectifs. Dans la rédaction suivante, les facteurs sont discutés en les divisant en deux groupes : le premier est constitué des critères utilisés dans les systèmes de classification les plus répandus qui peuvent généralement être facilement déterminés. Le second est formé par les facteurs qui ont été utilisés dans certaines classifications et peuvent être utiles dans les descriptions.
A1) Type de mouvement
C'est le critère le plus important, même si des incertitudes et des difficultés peuvent survenir dans l'identification des mouvements, étant les mécanismes de certains glissements de terrain souvent particulièrement complexes. Les principaux mouvements sont des chutes, des glissements et des écoulements , mais le plus souvent des basculements, des étalements latéraux et des mouvements complexes s'y ajoutent.
A2) Matériel impliqué
Roche , terre et débris sont les termes généralement utilisés pour distinguer les matériaux impliqués dans le processus de glissement de terrain . Par exemple, la distinction entre terre et débris est généralement faite en comparant le pourcentage de fractions granulométriques grossières . Si le poids des particules de diamètre supérieur à 2 mm est inférieur à 20 %, le matériau sera défini comme terre ; dans le cas contraire, il s'agit de débris .
A3) Activité
La classification d'un glissement de terrain en fonction de son activité est particulièrement pertinente dans l'évaluation d'événements futurs. Les recommandations du WP/WLI (1993) définissent la notion d'activité en référence aux conditions spatiales et temporelles, définissant l'état,
la distribution et le style. Le premier terme décrit les informations concernant le moment où le mouvement a eu lieu, permettant d'avoir des informations sur l'évolution future, le deuxième terme décrit, de manière générale, où le glissement de terrain se déplace et le troisième terme indique comment il se déplace.
A4) Vitesse de déplacement
Ce facteur a une grande importance dans l' évaluation des dangers . Une plage de vitesses est reliée aux différents types de glissements de terrain , sur la base d'observations d'histoires de cas ou d'observations de sites.
B1) L'âge du mouvement
La datation des glissements de terrain est un sujet intéressant dans l'évaluation de l' aléa . La connaissance de la fréquence des glissements de terrain est un élément fondamental pour tout type d' évaluation probabiliste . De plus, l'évaluation de l'âge du glissement de terrain permet de corréler le déclenchement à des conditions spécifiques, comme des séismes ou des périodes de pluies intenses . Il est possible que des phénomènes se soient produits dans les temps géologiques passés, dans des conditions environnementales spécifiques qui n'agissent plus aujourd'hui comme agents. Par exemple, dans certaines régions alpines , les glissements de terrain du Pléistocène sont liés à des conditions tectoniques , géomorphologiques et climatiques particulières.
B2) Conditions géologiques
Ceci représente un facteur fondamental de l' évolution morphologique d'un talus . L'attitude du litage et la présence de discontinuités ou de failles contrôlent la morphogenèse du versant .
B3) Caractéristiques morphologiques
Le glissement de terrain étant un volume géologique avec une face cachée, les caractéristiques morphologiques sont extrêmement importantes dans la reconstruction du modèle technique.
B4) Situation géographique
Ce critère décrit, de manière générale, la localisation des versants dans le contexte physiographique de la zone. Certains auteurs ont donc identifié les glissements de terrain en fonction de leur position géographique afin qu'il soit possible de décrire des « glissements de terrain alpins », des « glissements de terrain en plaine », des « glissements de terrain vallonnés » ou des « glissements de falaises ». En conséquence, des contextes morphologiques spécifiques sont référés caractérisés par des processus d'évolution de pente.
B5) Critères topographiques
Avec ces critères, les glissements de terrain peuvent être identifiés avec un système similaire à celui de la dénomination des formations. Par conséquent, il est possible de décrire un glissement de terrain en utilisant le nom d'un site. En particulier, le nom sera celui de la localité où le glissement de terrain s'est produit avec un type caractéristique spécifique.
B6) Type de climat
Ces critères accordent une importance particulière au climat dans la genèse de phénomènes pour lesquels des conditions géologiques similaires peuvent, dans des conditions climatiques différentes, conduire à des évolutions morphologiques totalement différentes . En conséquence, dans la description d'un glissement de terrain, il peut être intéressant de comprendre dans quel type de climat l'événement s'est produit.
B7) Causes des mouvements
Dans l'évaluation de la susceptibilité aux glissements de terrain, les causes des déclencheurs sont une étape importante. Terzaghi qualifie les causes d'"internes" et d'"externes" se référant à des modifications des conditions de stabilité des corps. Alors que les causes internes induisent des modifications dans le matériau lui-même qui diminuent sa résistance à la contrainte de cisaillement , les causes externes induisent généralement une augmentation de la contrainte de cisaillement, de sorte que le bloc ou les corps ne sont plus stables. Les causes de déclenchement induisent le mouvement de la masse. La prédisposition au mouvement due à des facteurs de contrôle est déterminante dans l'évolution des glissements de terrain. Des facteurs structurels et géologiques, comme déjà décrits, peuvent déterminer le développement du mouvement, induisant la présence de masse en liberté cinématique .
Types et classement
Dans l'usage traditionnel, le terme glissement de terrain a été utilisé à un moment ou à un autre pour couvrir presque toutes les formes de mouvement de masse de roches et de régolithes à la surface de la Terre. En 1978, dans une publication très citée, David Varnes notait cet usage imprécis et proposait un nouveau schéma beaucoup plus resserré pour la classification des mouvements de masse et des processus d'affaissement. Ce schéma a ensuite été modifié par Cruden et Varnes en 1996, et affiné de manière influente par Hutchinson (1988) et Hungr et al. (2001). Ce schéma complet aboutit à la classification suivante pour les mouvements de masse en général, où la police en gras indique les catégories de glissements de terrain :
| Type de mouvement | Type de materiel | ||||
| Substrat rocheux | Ingénierie des sols | ||||
| Principalement bien | Principalement grossier | ||||
| Chutes | Chute de pierres | chute de la terre | Des débris tombent | ||
| renverse | Rock renverser | renversement de la terre | Débris renversés | ||
| Diapositives | Rotationnel | affaissement de la roche | affaissement de la terre | Affaissement des débris | |
| Traduction | Peu d'unités | Toboggan en blocs de roche | Glissière de bloc de terre | Glissière de blocs de débris | |
| De nombreuses unités | Éboulement | Glissade de terre | Glissière de débris | ||
| Écarts latéraux | Propagation de roche | La terre s'est propagée | Débris répandus | ||
| Les flux | Flux de roche | Flux terrestre | Coulée de debris | ||
| avalanche de pierres | Avalanche de débris | ||||
| (Profond fluage) | (fluage du sol) | ||||
| Complexe et composé | Combinaison dans le temps et/ou dans l'espace de deux ou plusieurs types principaux de mouvement | ||||
Selon cette définition, les glissements de terrain sont limités au "mouvement... de la contrainte de cisaillement et du déplacement le long d'une ou plusieurs surfaces qui sont visibles ou peuvent raisonnablement être déduites, ou dans une zone relativement étroite", c'est-à-dire que le mouvement est localisé à un seul plan de rupture dans le sous-sol. Il a noté que les glissements de terrain peuvent se produire de manière catastrophique, ou que le mouvement à la surface peut être graduel et progressif. Chutes (blocs isolés en chute libre), basculements (matériau se détachant par rotation d'une face verticale), étalements (une forme d'affaissement), écoulements (matériau fluidisé en mouvement) et fluage (mouvement lent et distribué dans le sous-sol) sont tous explicitement exclus du terme glissement de terrain.
Dans le cadre de ce schéma, les glissements de terrain sont sous-classés par le matériau qui se déplace et par la forme du ou des plans sur lesquels le mouvement se produit. Les plans peuvent être largement parallèles à la surface ("glissières de translation") ou en forme de cuillère ("glissades de rotation"). Le matériau peut être de la roche ou du régolithe (matériau meuble à la surface), le régolithe étant subdivisé en débris (grains grossiers) et en terre (grains fins).
Néanmoins, dans une utilisation plus large, bon nombre des catégories exclues par Varnes sont reconnues comme des types de glissement de terrain, comme indiqué ci-dessous. Cela conduit à une ambiguïté dans l'utilisation du terme.
Ce qui suit clarifie les usages des différents termes du tableau. Varnes et ceux qui ont par la suite modifié son schéma ne considèrent la catégorie des glissements que comme des formes de glissement de terrain.
Chutes
Description : « le détachement de sol ou de roche d'une pente raide le long d'une surface sur laquelle se produit peu ou pas de déplacement de cisaillement. Le matériau descend alors principalement dans l'air en tombant, rebondissant ou roulant » (Varnes, 1996).
Chutes secondaires : « Les chutes secondaires impliquent des corps rocheux déjà physiquement détachés de la falaise et simplement déposés dessus » (Hutchinson, 1988)
Vitesse : de très à extrêmement rapide
Type de pente : angle de pente 45-90 degrés
Facteur de contrôle : discontinuités
Causes : vibration, sapement, altération différentielle , excavation ou érosion fluviale
renverse
Description : « Le renversement est la rotation vers l'avant hors de la pente d'une masse de sol ou de roche autour d'un point ou d'un axe en dessous du centre de gravité de la masse déplacée. Le renversement est parfois entraîné par la gravité exercée par la pente matérielle de la masse déplacée et parfois par l'eau ou la glace dans les fissures de la masse" (Varnes, 1996)
Vitesse : extrêmement lente à extrêmement rapide
Type de pente : angle de pente 45-90 degrés
Facteur de contrôle : Discontinuités, lithostratigraphie
Causes : vibration, sapement, altération différentielle , excavation ou érosion fluviale
Diapositives
"Un glissement est un mouvement descendant de sol ou de masse rocheuse se produisant principalement à la surface de la rupture ou sur des zones relativement minces de contrainte de cisaillement intense ." (Varnès, 1996)
Diapositive de translation
Description : "Dans les glissements de translation, la masse se déplace le long d'une surface de rupture plane ou ondulée, glissant sur la surface du sol d'origine." (Varnès, 1996)
Vitesse : extrêmement lente à extrêmement rapide (>5 m/s)
Type de pente: angle de pente 20-45 degrés
Facteur de contrôle : Discontinuités, cadre géologique
Glissières rotatives
Description : « Les glissières de rotation se déplacent le long d'une surface de rupture courbe et concave » (Varnes, 1996)
Vitesse : extrêmement lente à extrêmement rapide
Type de pente : angle de pente 20-40 degrés
Facteur de contrôle : morphologie et lithologie
Causes : Vibration , sapement, altération différentielle , excavation ou érosion fluviale
Se propage
"La propagation est définie comme une extension d'un sol ou d'une masse rocheuse cohérent combiné à un affaissement général de la masse fracturée de matériau cohérent dans un matériau sous-jacent plus mou." (Varnès, 1996). "En propagation, le mode de mouvement dominant est l'extension latérale accommodée par des fractures de cisaillement ou de traction" (Varnes, 1978)
Vitesse : extrêmement lente à extrêmement rapide (>5 m/s)
Type de pente : angle 45-90 degrés
Facteur de contrôle : Discontinuités, lithostratigraphie
Causes : vibration, sapement, altération différentielle , excavation ou érosion fluviale
Les flux
Un écoulement est un mouvement spatial continu dans lequel les surfaces de cisaillement sont de courte durée, rapprochées et généralement non préservées. La distribution des vitesses dans la masse en mouvement ressemble à celle d'un liquide visqueux . La limite inférieure de la masse déplacée peut être une surface le long de laquelle un mouvement différentiel appréciable s'est produit ou une zone épaisse de cisaillement réparti (Cruden & Varnes, 1996)
Coule dans la roche
Flux de roche
Description : "Les mouvements d'écoulement dans le substratum rocheux comprennent des déformations qui sont réparties entre de nombreuses fractures grandes ou petites, voire des microfractures, sans concentration de déplacement le long d'une fracture traversante" (Varnes, 1978)
Vitesse : extrêmement lente
Type de pente : angle 45-90 degrés
Causes : vibration, sapement, altération différentielle , excavation ou érosion fluviale
Avalanche de rochers (Sturzstrom)
Description : « Mouvement extrêmement rapide, massif et semblable à un écoulement de roche fragmentée à partir d'un grand glissement de terrain ou d'un éboulement » (Hungr, 2001)
Vitesse : extrêmement rapide
Type de pente : angle 45-90 degrés
Facteur de contrôle : Discontinuités, lithostratigraphie
Causes : Vibration, sapement, altération différentielle , excavation ou érosion fluviale
Coule dans le sol
Coulée de debris
Description : " L' écoulement de débris est un écoulement très rapide à extrêmement rapide de débris non plastiques saturés dans un canal escarpé " (Hungr et al., 2001)
Vitesse : très rapide à extrêmement rapide (>5 m/s)
Type de pente : angle 20–45 degrés
Facteur de contrôle : sédiments torrentiels , débits d'eau
Causes : Précipitations de forte intensité
Avalanche de débris
Description : « Une avalanche de débris est un écoulement peu profond très rapide à extrêmement rapide de débris partiellement ou entièrement saturés sur une pente raide , sans confinement dans un canal établi. » (Hungr et al., 2001)
Vitesse : très rapide à extrêmement rapide (>5 m/s)
Type de pente : angle 20–45 degrés
Facteur de contrôle : morphologie, régolithe
Causes : Pluies de forte intensité
Flux terrestre
Description : " L' écoulement terrestre est un mouvement intermittent , rapide ou plus lent, semblable à un écoulement de terre plastique et argileuse. " (Hungr et al., 2001)
Vitesse : lente à rapide (> 1,8 m/h)
Type de pente : angle de pente de 5 à 25 degrés
Facteur de contrôle : lithologie
Flux de boue
Description : « La coulée de boue est un écoulement très rapide à extrêmement rapide de débris de plastique saturés dans un canal, impliquant une teneur en eau significativement plus élevée par rapport au matériau source ( indice de plasticité > 5 %)." (Hungr et al., 2001)
Vitesse : très rapide à extrêmement rapide (>5 m/s)
Type de pente : angle 20–45 degrés
Facteur de contrôle : sédiments torrentiels , débits d'eau
Causes : Précipitations de forte intensité
Mouvement complexe
Description : Le mouvement complexe est une combinaison de chutes, de renversements, de glissades, de propagations et de flux
Les causes des glissements de terrain sont généralement liées aux instabilités des pentes. Il est généralement possible d'identifier une ou plusieurs causes de glissement de terrain et un déclencheur de glissement de terrain . La différence entre ces deux concepts est subtile mais importante. Les causes du glissement de terrain sont les raisons pour lesquelles un glissement de terrain s'est produit à cet endroit et à ce moment-là. Les causes des glissements de terrain sont énumérées dans le tableau suivant et comprennent des facteurs géologiques , des facteurs morphologiques , des facteurs physiques et des facteurs associés à l'activité humaine.
Les causes peuvent être considérées comme des facteurs qui ont rendu la pente vulnérable à la rupture, qui prédisposent la pente à devenir instable. Le déclencheur est l'événement unique qui a finalement déclenché le glissement de terrain. Ainsi, les causes se combinent pour rendre une pente vulnérable à la rupture, et la gâchette initie finalement le mouvement. Les glissements de terrain peuvent avoir de nombreuses causes, mais ne peuvent avoir qu'un seul déclencheur, comme le montre la figure suivante. Habituellement, il est relativement facile de déterminer le déclencheur après le glissement de terrain (bien qu'il soit généralement très difficile de déterminer la nature exacte des déclencheurs de glissement de terrain avant un événement de mouvement).
Parfois, même après des enquêtes détaillées, aucun déclencheur ne peut être déterminé - ce fut le cas lors du grand glissement de terrain du mont Cook en Nouvelle-Zélande en 1991. Il n'est pas clair si l'absence de déclencheur dans de tels cas est le résultat d'un processus inconnu agissant dans le glissement de terrain, ou s'il y avait en fait un déclencheur, mais cela ne peut pas être déterminé. C'est peut-être parce que le déclencheur était en fait une diminution lente mais constante de la résistance du matériau associée à l' altération de la roche - à un moment donné, le matériau devient si faible qu'une défaillance doit se produire. Le déclencheur est donc le processus d'altération, mais celui-ci n'est pas détectable de l'extérieur. Dans la plupart des cas, nous considérons un déclencheur comme un stimulus externe qui induit une réponse immédiate ou quasi immédiate dans la pente, dans ce cas sous la forme du mouvement du glissement de terrain. Généralement, ce mouvement est induit soit parce que les contraintes dans la pente sont modifiées, peut-être en augmentant la contrainte de cisaillement ou en diminuant la contrainte normale effective , soit en réduisant la résistance au mouvement, peut-être en diminuant la résistance au cisaillement des matériaux dans le glissement de terrain.
Causes géologiques
- Matériaux patinés
- Matériaux cisaillés
- Matériaux joints ou fissurés
- Des discontinuités mal orientées
- Contrastes de perméabilité
- Contrastes de matières
- Pluies et chutes de neige
- Tremblements de terre
Causes morphologiques
- Angle de pente
- Soulèvement
- Rebond
- Érosion fluviale
- Érosion des vagues
- Érosion glaciaire
- Érosion des marges latérales
- Érosion souterraine
- Chargement de pente
- Changement de végétation
- Érosion
Causes physiques
Topographie
- Aspect et gradient de la pente
Facteurs géologiques
- Facteurs de discontinuité (espacement des creux, asparité, creux et longueur)
- Caractéristiques physiques de la roche (force de la roche, etc.)
Activité tectonique
- Activité sismique (tremblements de terre)
- Éruption volcanique
Altération physique
- Décongélation
- Gel-dégel
- Érosion des sols
Facteurs hydrogéologiques
- Pluies intenses
- Fonte rapide des neiges
- Précipitations prolongées
- Changements des eaux souterraines (Tirage rapide)
- Pression de l'eau interstitielle du sol
- Ruissellement superficiel
Causes humaines
- La déforestation
- Les fouilles
- Chargement
- Gestion de l'eau (tirage des eaux souterraines et fuites d'eau)
- Utilisation des terres (par exemple, construction de routes, de maisons, etc.)
- Mines et carrières
- Vibration
Sommaire
Dans la majorité des cas, le principal déclencheur des glissements de terrain est une pluie abondante ou prolongée . Généralement, cela prend la forme soit d'un événement exceptionnel de courte durée, comme le passage d'un cyclone tropical ou encore les précipitations associées à un orage particulièrement intense ou d'un événement pluvieux de longue durée avec une intensité plus faible, comme l'effet cumulatif des pluies de mousson. en Asie du Sud . Dans le premier cas, il est généralement nécessaire d'avoir des intensités de précipitations très élevées, alors que dans le second, l'intensité des précipitations peut n'être que modérée - ce sont la durée et les conditions de pression interstitielle existantes qui sont importantes. L'importance des précipitations comme déclencheur de glissements de terrain ne peut être sous-estimée. Une enquête mondiale sur l'occurrence des glissements de terrain au cours des 12 mois précédant la fin de septembre 2003 a révélé qu'il y avait eu 210 glissements de terrain dommageables dans le monde. Parmi ceux-ci, plus de 90 % ont été déclenchés par de fortes précipitations. Un événement pluvieux par exemple au Sri Lanka en mai 2003 a déclenché des centaines de glissements de terrain, tuant 266 personnes et rendant temporairement plus de 300 000 personnes sans abri. En juillet 2003, une bande de pluie intense associée à la mousson asiatique annuelle a traversé le centre du Népal , déclenchant 14 glissements de terrain mortels qui ont tué 85 personnes. La compagnie de réassurance Swiss Re a estimé que les glissements de terrain provoqués par les précipitations associés à l' événement El Niño de 1997-1998 ont déclenché des glissements de terrain le long de la côte ouest de l'Amérique du Nord, centrale et du Sud qui ont entraîné des pertes de plus de 5 milliards de dollars. Enfin, les glissements de terrain déclenchés par l' ouragan Mitch en 1998 ont tué environ 18 000 personnes au Honduras , au Nicaragua , au Guatemala et au Salvador . Alors pourquoi les précipitations déclenchent-elles autant de glissements de terrain ? Cela est principalement dû au fait que les précipitations entraînent une augmentation de la pression interstitielle de l'eau dans le sol . La figure A illustre les forces agissant sur un bloc instable sur une pente. Le mouvement est entraîné par la contrainte de cisaillement, qui est générée par la masse du bloc agissant par gravité en bas de la pente. La résistance au mouvement est le résultat de la charge normale. Lorsque la pente se remplit d'eau, la pression du fluide fournit au bloc une flottabilité, réduisant la résistance au mouvement. De plus, dans certains cas, les pressions de fluide peuvent agir le long de la pente en raison de l' écoulement des eaux souterraines pour fournir une poussée hydraulique au glissement de terrain qui diminue encore la stabilité . Alors que l'exemple donné sur les figures A et B est clairement une situation artificielle, la mécanique est essentiellement celle d'un glissement de terrain réel.
Dans certaines situations, la présence de niveaux élevés de fluide peut déstabiliser la pente par d'autres mécanismes, tels que :
• La fluidisation des débris d'événements antérieurs pour former des laves torrentielles ;
• Perte des forces d' aspiration dans les matériaux limoneux, conduisant à des ruptures généralement peu profondes (cela peut être un mécanisme important dans les sols résiduels des zones tropicales suite à la déforestation ) ;
• Dégagement du pied de talus par érosion fluviale.
Des efforts considérables ont été faits pour comprendre les déclencheurs des glissements de terrain dans les systèmes naturels, avec des résultats assez variables. Par exemple, en travaillant à Porto Rico , Larsen et Simon ont découvert que des tempêtes avec une précipitation totale de 100 à 200 mm, environ 14 mm de pluie par heure pendant plusieurs heures, ou 2 à 3 mm de pluie par heure pendant environ 100 heures peuvent déclencher glissements de terrain dans cet environnement. Rafi Ahmad, travaillant en Jamaïque , a découvert que pour des précipitations de courte durée (environ 1 heure), des intensités supérieures à 36 mm/h étaient nécessaires pour déclencher des glissements de terrain. En revanche, pour de longues durées de pluie, de faibles intensités moyennes d'environ 3 mm/h semblaient suffire à provoquer des glissements de terrain alors que la durée de la tempête approchait d'environ 100 heures. Corominas et Moya (1999) ont constaté que les seuils suivants existent pour le bassin supérieur de la rivière Llobregat, dans la région des Pyrénées orientales . Sans précipitations antérieures, des pluies de forte intensité et de courte durée ont déclenché des coulées de débris et des glissements peu profonds se sont développés dans les colluvions et les roches altérées. Un seuil de précipitations d'environ 190 mm en 24 h a déclenché des défaillances alors que plus de 300 mm en 24 à 48 h ont été nécessaires pour provoquer des glissements de terrain peu profonds et généralisés. Avec des précipitations antécédentes, des précipitations d'intensité modérée d'au moins 40 mm en 24 h ont réactivé des coulées de boue et des glissements de rotation et de translation affectant les formations argileuses et limono-argileuses. Dans ce cas, plusieurs semaines et 200 mm de précipitations ont été nécessaires pour provoquer la réactivation du glissement de terrain. Une approche similaire est rapportée par Brand et al. (1988) pour Hong Kong, qui a constaté que si les précipitations antérieures sur 24 heures dépassaient 200 mm, le seuil de précipitations pour un grand glissement de terrain était de 70 mm·h −1 . Enfin, Caine (1980) a établi un seuil mondial :
I = 14,82 D - 0,39 où : I est l' intensité des précipitations (mm·h −1 ), D est la durée des précipitations (h)
Ce seuil s'applique sur des périodes de temps de 10 minutes à 10 jours. Il est possible de modifier la formule pour prendre en considération les zones avec des précipitations annuelles moyennes élevées en considérant la proportion de précipitations annuelles moyennes représentées par tout événement individuel. D'autres techniques peuvent être utilisées pour essayer de comprendre les déclencheurs des précipitations, notamment :
• Techniques de précipitations réelles, dans lesquelles les mesures des précipitations sont ajustées pour l' évapotranspiration potentielle , puis corrélées avec les événements de mouvement de glissement de terrain
• Approches du bilan hydrogéologique, dans lesquelles la réponse de la pression interstitielle aux précipitations est utilisée pour comprendre les conditions dans lesquelles les défaillances sont initiées
• Précipitations couplées - méthodes d'analyse de stabilité, dans lesquelles les modèles de réponse à la pression interstitielle sont couplés à des modèles de stabilité de pente pour essayer de comprendre la complexité du système
• Modélisation numérique des pentes, dans laquelle des modèles d' éléments finis (ou similaires) sont utilisés pour essayer de comprendre les interactions de tous les processus pertinents
Fonte des neiges
Dans de nombreuses régions montagneuses froides, la fonte des neiges peut être un mécanisme clé par lequel l'initiation des glissements de terrain peut se produire. Cela peut être particulièrement important lorsque des augmentations soudaines de température entraînent une fonte rapide du manteau neigeux. Cette eau peut alors s'infiltrer dans le sol, qui peut avoir des couches imperméables sous la surface en raison du sol ou de la roche encore gelés, entraînant une augmentation rapide de la pression de l'eau interstitielle et l'activité de glissement de terrain qui en résulte. Cet effet peut être particulièrement grave lorsque le temps plus chaud s'accompagne de précipitations, qui à la fois s'ajoutent à la nappe phréatique et accélèrent le taux de dégel .
Changement de niveau d'eau
Des changements rapides du niveau des eaux souterraines le long d'une pente peuvent également déclencher des glissements de terrain. C'est souvent le cas lorsqu'une pente jouxte un plan d'eau ou une rivière. Lorsque le niveau d'eau adjacent à la pente baisse rapidement, le niveau de la nappe phréatique ne peut souvent pas se dissiper assez rapidement, laissant une nappe phréatique artificiellement élevée. Cela soumet la pente à des contraintes de cisaillement supérieures à la normale, entraînant une instabilité potentielle. C'est probablement le mécanisme le plus important par lequel les matériaux des berges de la rivière échouent, étant significatif après une inondation lorsque le niveau de la rivière baisse (c'est-à-dire sur la branche descendante de l'hydrogramme) comme le montrent les figures suivantes.
Elle peut également être importante dans les zones côtières lorsque le niveau de la mer baisse après une marée de tempête, ou lorsque le niveau d'eau d'un réservoir ou même d'un lac naturel baisse rapidement. L'exemple le plus célèbre de ceci est l' échec de Vajont , lorsqu'une baisse rapide du niveau du lac a contribué à l'occurrence d'un glissement de terrain qui a tué plus de 2000 personnes. De nombreux énormes glissements de terrain se sont également produits dans les Trois Gorges (TG) après la construction du barrage TG.
Rivières
Dans certains cas, des ruptures sont déclenchées à la suite d'un creusement de la pente par une rivière, notamment lors d'une crue. Cette contre-dépouille sert à la fois à augmenter la pente de la pente, réduisant la stabilité, et à supprimer le poids des orteils, ce qui diminue également la stabilité. Par exemple, au Népal, ce processus est souvent observé après une crue débordante d'un lac glaciaire, lorsque l' érosion des orteils se produit le long du canal. Immédiatement après le passage des vagues de crue, des glissements de terrain importants se produisent souvent. Cette instabilité peut continuer à se produire longtemps après, en particulier pendant les périodes ultérieures de fortes pluies et d'inondations.
Sismicité
Le deuxième facteur majeur dans le déclenchement des glissements de terrain est la sismicité . Les glissements de terrain se produisent pendant les tremblements de terre à la suite de deux processus distincts mais interconnectés : les secousses sismiques et la génération de pression interstitielle.
Secousse sismique
Le passage des ondes sismiques à travers la roche et le sol produit un ensemble complexe d' accélérations qui agissent efficacement pour modifier la charge gravitationnelle sur la pente. Ainsi, par exemple, les accélérations verticales augmentent et diminuent successivement la charge normale agissant sur la pente. De même, les accélérations horizontales induisent une force de cisaillement due à l' inertie de la masse du glissement de terrain lors des accélérations. Ces processus sont complexes, mais peuvent être suffisants pour induire une rupture de la pente. Ces processus peuvent être beaucoup plus graves dans les zones montagneuses dans lesquelles les ondes sismiques interagissent avec le terrain pour produire des augmentations de l'amplitude des accélérations du sol. Ce processus est appelé « amplification topographique ». L'accélération maximale est généralement observée au sommet de la pente ou le long de la ligne de crête, ce qui signifie que c'est une caractéristique des glissements de terrain déclenchés par des séismes qu'ils s'étendent jusqu'au sommet de la pente.
Liquéfaction
Le passage des ondes sismiques à travers un matériau granulaire tel qu'un sol peut induire un processus appelé liquéfaction , dans lequel la secousse provoque une réduction de l'espace poreux du matériau. Cette densification augmente la pression interstitielle dans le matériau. Dans certains cas, cela peut transformer un matériau granulaire en ce qui est effectivement un liquide, générant des « glissières d'écoulement » qui peuvent être rapides et donc très dommageables. Alternativement, l'augmentation de la pression interstitielle peut réduire la contrainte normale dans la pente, permettant l'activation des ruptures de translation et de rotation.
La nature des glissements de terrain déclenchés par des séismes
Pour l'essentiel, les glissements de terrain générés par des séismes ne diffèrent généralement pas par leur morphologie et leurs processus internes de ceux générés dans des conditions non sismiques. Cependant, ils ont tendance à être plus répandus et soudains. Les types les plus abondants de glissements de terrain induits par les tremblements de terre sont les chutes de pierres et les glissements de fragments de roches qui se forment sur les pentes abruptes. Cependant, presque tous les autres types de glissements de terrain sont possibles, y compris les chutes très désagrégées et rapides ; effondrements, glissements de blocs et glissements de terrain plus cohérents et plus lents ; et les étalements et écoulements latéraux qui impliquent des matières partiellement à complètement liquéfiées (Keefer, 1999). Les chutes de pierres, les glissements de terrain perturbés et les glissements de terre et de débris perturbés sont les types les plus abondants de glissements de terrain induits par les tremblements de terre, tandis que les coulées de terre , les coulées de débris et les avalanches de roches, de terre ou de débris transportent généralement les matériaux le plus loin. Il existe un type de glissement de terrain qui est essentiellement limité aux tremblements de terre - la défaillance de la liquéfaction , qui peut provoquer une fissuration ou un affaissement du sol. La liquéfaction implique la perte temporaire de résistance des sables et des limons qui se comportent comme des fluides visqueux plutôt que comme des sols. Cela peut avoir des effets dévastateurs lors de grands tremblements de terre.
Activité volcanique
Certains des glissements de terrain les plus importants et les plus destructeurs connus ont été associés à des volcans. Ceux-ci peuvent se produire soit en association avec l'éruption du volcan lui-même, soit à la suite de la mobilisation des dépôts très faibles qui se forment à la suite de l'activité volcanique. Il existe essentiellement deux types principaux de glissements de terrain volcaniques : les lahars et les avalanches de débris, dont les plus importants sont parfois appelés effondrements de flanc. Un exemple de lahar a été observé au mont St Helens lors de son éruption catastrophique le 18 mai 1980. Les défaillances sur les flancs volcaniques eux-mêmes sont également courantes. Par exemple, une partie du flanc du volcan Casita au Nicaragua s'est effondrée le 30 octobre 1998, lors des fortes précipitations associées au passage de l'ouragan Mitch. Les débris de la petite défaillance initiale ont érodé les dépôts plus anciens du volcan et ont incorporé de l'eau et des sédiments humides supplémentaires le long de son chemin, augmentant leur volume d'environ neuf fois. Le lahar a tué plus de 2 000 personnes en balayant les villes d'El Porvenir et de Rolando Rodriguez au pied de la montagne. Les avalanches de débris se produisent généralement en même temps qu'une éruption, mais elles peuvent parfois être déclenchées par d'autres facteurs tels qu'un choc sismique ou de fortes précipitations. Ils sont particulièrement fréquents sur les volcans stratos, qui peuvent être massivement destructeurs en raison de leur grande taille. L'avalanche de débris la plus célèbre s'est produite au mont St Helens lors de l'éruption massive de 1980. Le 18 mai 1980, à 8 h 32, heure locale, un séisme de magnitude 5,1 a secoué le mont St. Helens. Le renflement et la zone environnante ont glissé dans un gigantesque éboulement et une avalanche de débris, libérant la pression et déclenchant une éruption majeure de pierre ponce et de cendres du volcan. L'avalanche de débris avait un volume d'environ 1 km 3 (0,24 cu mi), voyagé à 50 à 80 m/s (110 à 180 mph) et couvrait une superficie de 62 km 2 (24 sq mi), tuant 57 personnes.
Les creux du substratum rocheux remplis de colluvions
Les creux du substratum rocheux remplis de colluvions sont à l'origine de nombreux glissements de terrain peu profonds en terrain montagneux escarpé. Ils peuvent se former comme un creux en forme de U ou de V, car les variations locales du substratum rocheux révèlent des zones du substratum rocheux qui sont plus sujettes à l' altération que d'autres endroits sur la pente. Au fur et à mesure que le substrat rocheux altéré se transforme en sol , il y a une plus grande différence d'altitude entre le niveau du sol et le substrat rocheux dur. Avec l'introduction de l'eau et du sol épais, il y a moins de cohésion et le sol s'écoule par glissement de terrain. Avec chaque glissement de terrain, plus de substrat rocheux est érodé et le creux devient plus profond. Après le temps, des colluvions remplissent le creux et la séquence recommence.
Voir également
Les références
Lectures complémentaires
- Caine, N., 1980. Le contrôle de l'intensité et de la durée des précipitations des glissements de terrain peu profonds et des coulées de débris . Geografiska Annaler, 62A, 23-27.
- Coates, DR (1977) - Prospective des glissements de terrain. Dans: Landslides (DR Coates, Ed.) Geological Society of America, pp. 3-38.
- Corominas, J. et Moya, J. 1999. Reconstitution de l'activité récente des glissements de terrain en relation avec les précipitations dans le bassin de la rivière Llobregat, Pyrénées-Orientales, Espagne. Géomorphologie, 30, 79-93.
- Cruden DM, VARNES DJ (1996) - Types et processus de glissements de terrain. Dans : Turner AK ; Shuster RL (eds) Glissements de terrain : enquête et atténuation . Conseil Transp Res, Spec Rep 247, pp 36-75.
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- Hutchinson JN : Mouvement de masse. Dans : The Encyclopedia of Geomorphology (Fairbridge, RW, éd.), Reinhold Book Corp., New York, pp. 688-696, 1968.'
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- WP/WLI. 1993. Une méthode suggérée pour décrire l'activité d'un glissement de terrain. Bulletin de l'Association internationale de géologie de l'ingénieur , n° 47, pp. 53-57
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- www3.interscience.wiley.com JAWRA Journal of the American Water Resources AssociationVolume 34, Issue 4, Article publié pour la première fois en ligne : 8 JUN 2007 (inscription requise)
- 2016, étoile du comté de Ventura. Une allée à Camarillo, en Californie (466 E. Highland Ave., Camarillo, CA) coule et un glissement de terrain s'ensuit engloutissant l'allée en quelques minutes.