AUSCULTATION DES MASSIFS ROCHEUX. SURVEILLANCE/INSTRUMENTATION Les mouvements de terrains: Le terme mouvements de terrain désigne un déplacement, plus ou moins rapides, du sol et du sous-sol qui intervient sous l’effet: de facteurs naturels divers comme: de fortes précipitations, une alternance de gel et dégel, des températures très élevées ou sous l’effet d’activités humaines comme: le déboisement, l’exploitation minière de matériaux ou les travaux de terrassement (Génie civil). Les affaissements et les effondrements liés aux cavités souterraines. Les éboulements et les chutes de pierres et de blocs. Les glissements de terrain. Le retrait-gonflement des sols argileux Affaissementseffondrements Eboulements et chutes de pierres (blocs) Chute de blocs : Commune de Lumbin ,Isère (France) Chute de blocs : Chambéry (Savoie) (France) – 20 mars 2004 , 4000 m3 Les glissements de terrain (British Geological Survey) Vitesses varient de 3m/min à qq mm/an Retrait-gonflement des sols argileux Causes d’instabilités de pentes Classification des facteurs de prédisposition, préparatoires et déclencheurs des instabilités de pente (Gunzburger 2004, modifié par Clément 2008). ils constituent un risque majeur en raison des conséquences lourdes, matérielles et humaines, qu’ils peuvent entraîner. Même s’il est parfois difficile de détecter ces phénomènes et de déterminer le moment où ils vont se déclencher, il est possible de limiter leurs conséquences en prenant des mesures de prévention. Elles consistent notamment à: informer la population, à surveiller les zones sensibles, à prendre en compte le risque dans l’urbanisme et à réaliser des travaux de prévention. La prévention regroupe l’ensemble des dispositions à mettre en œuvre pour réduire l’impact d’un phénomène naturel prévisible sur les personnes et les biens. Protection/Stabilisation/Surveillance Moyens de protection contre les mouvements de terrain 1. Affaissement-effondrement: Les mesures de protection visent à traiter les cavités et à renforcer les constructions. Elles consistent à soutenir et à consolider les cavités accessibles par la mise en place de piliers en maçonnerie ou l’injection de coulis (mélange de béton et d’adjuvants) pour former des plots. 2. éboulements et chutes de pierres et de blocs. La protection active La protection vise à empêcher les blocs et les pierres de se détacher des falaises. • la pose de filets ou de grillage plaqué permet d’amarrer les blocs à la paroi; • le confortement des parois par massif bétonné ou par béton projeté empêche le décrochement de blocs ; • le clouage des parois limite le départ d’éléments rocheux par des ancrages reprenant une partie des efforts de cisaillement et de traction, ou des tirants qui introduisent un effort de compression sur le massif rocheux. Clouage ou boulonnage Filet et grillage de rétention des blocs La protection passive Elle consiste essentiellement à interposer un écran entre le massif rocheux et les enjeux. Il peut s’agir : • d’un merlon pouvant arrêter des blocs volumineux ; • d’écrans interceptant des blocs dans la pente ; • de boisements capables de freiner, voire d’arrêter, des blocs. Boisement 3. Glissement de terrain DRAINAGE Auscultation/Surveillance INSTRUMENTATION L’auscultation et la surveillance s’intéressent au suivi dans le temps du comportement d’un massif rocheux susceptible de glisser ou de s’effondrer. Il s’agit d’une caractérisation cinématique. Ces techniques ont pour but de mesurer les mouvements, les déformations, leur variation, leur accélération, et leur corrélation avec les facteurs extérieurs(climatiques, sismiques,. afin de prédire l’évolution à court terme (Ayalew et al., 2005). (in C. Clément, 2005). L’auscultation et la surveillance correspondent à la mise en œuvre de mesures in situ acquises en continu ou à intervalles plus ou moins réguliers. Elles utilisent des outils similaires mais ont des objectifs différents. L’auscultation: La surveillance : phase d’observation et de diagnostic du phénomène (quantification du mouvement). est menée à des fins plus décisionnelles, qui s’intègrent dans une stratégie de pronostic et d’alerte. La surveillance d’un site se concentre sur les périodes d’accélération du mouvement cad la distinction entre les plages de variations ’’normales’’ des mesures et un éventuel comportement ’’anormal’’. Les techniques d’auscultation des massifs rocheux (C. Clément, 2008) A- Les dispositifs géotechniques: Capacité à fournir des données de bonne résolution. Utilisés pour ausculter des sites instables de petite taille (mouvements lents et continus type glissement /coulée). Fissurométrie: • Identifie et mesure le déplacement le long de discontinuités (déplacement ou déformation cumulé est généralement l’indicateur pris en compte et corrélé aux facteurs d’instabilité supposée. Extensométrie: • Mesure une déformation linéique sur des bases plus ou moins courtes ( extensomètre à fibre optique). Inclinométrie: • Les réseaux denses d’inclinomètres permettent de définir le comportement général du mouvement, voire de définir la surface de glissement (en forage). Particulièrement appropriée dans le cas de glissement lent à Composante Rotationnelle. 1-Fissurométre: Le fissuromètre est un appareil électronique ancré de part et d'autre d'une fissure et qui mesure un déplacement. Ces mesures seront lues automatiquement par le système d'acquisition de données. (l'objectif est de mesurer l'ouverture et la fermeture des fractures visibles Deux types de fissuromètres: Le fissuromètre à piston: est composé de deux cylindres concentriques, dont l'un se déplace à l'intérieur du second. Selon la grandeur du déplacement, un signal électrique proportionnel est généré. Le fissuromètre à corde vibrante: génère un signal en fréquence, qui dépend de la tension qui est appliquée sur la corde. La corde est excitée par un électro-aimant et la fréquence mesurée est ensuite transformée en unités appropriées en comparant deux mesures. Exemple de mesures de déplacements de surface sur le site de Gascons, Gaspésie (Quebec, Canada); Lord, 2011). Localisation des points de mesure superposés aux compartiments et aux régions de glissement (Lord, 2011) La lecture des couples extensométriques et des fissurométres ont démontré que le massif rocheux est en mouvement. Les compartiments de Gascons se déplacent à une vitesse variant entre 0.5mm/mois et 5.5mm/mois. 2- L’extensomètre 2.1- L’extensomètre de surface Cet instrument ponctuel permet de mesurer avec précision les déplacements différentiels d’un massif au niveau d’une zone précise. Il convient donc parfaitement à la surveillance de falaises ou de pentes rocheuses. On a par conséquent un aperçu local des déplacements du massif qu’on ne peut pas généraliser à l’ensemble, d’où de multiples implantations sur des zones stratégiques. longueurs : 0,5 à 5 m capteur de déplacement gamme de mesure: 25, 50 100, 250 mm. (1 mesure Toutes les s). précision : 0,1mm résolution : 0,002 à 0,005 capteur de température (eventuel). Extensomètre de surface en place sur le site de Sceut (VS) en France 2.2- L’extensomètre de forage Cet instrument permet de mesurer les déplacements de massif rocheux en profondeur. La différence notable réside sur le fait que l’extensomètre s’implante dans un forage dont la profondeur et l’orientation peut varier selon le projet. Cet extensomètre, sous sa version « modulaire », permet d’utiliser jusqu’à 12 tiges qui sont ensuite ancrées à différentes profondeurs, afin d’avoir une vision globale et de localiser les zones de fracture éventuelles. Bordure sud-est du Vercors (site de Chamousset- FRANCE) dans les calcaires massifs de l’Urgonien 3. Inclinométrie: Un inclinomètre est un appareil de mesure constitué d’une sonde se déplaçant sur roulettes le long d’un trou de forage. • Des travaux de forage sont effectués dans le but de mettre en place un tubage inclinométrique. Tubage inclinométrique • Pour récupérer des données à partir du tubage inclinométrique, une sonde permet d'enregistrer la forme du tubage à un moment donné et ainsi, lors des visites subséquentes, une lecture supplémentaire de la forme permet de quantifier les déplacements s'y étant produit (tous les 50 cm). Il permet de faire le suivi des déplacements du massif en profondeur et de localiser le ou les plans de glissement. (Glissement de Gascons, Lord; 2011) Suivi inclinométrique du site du mas d’avignonnet (France) Suivi inclinométrique du site du glissement du mas d’avignonnet (France) B – Les dispositifs géodésiques: Théodolite + bases topographiques Un théodolite motorisé supporte un distancemètre optique (télémètre laser infra-rouge) qui permet de mesurer «l’avancée de la montagne» grâce à 60 cibles (prisme-réflecteurs) réparties sur le versant instable. Dispositif mis en place dans les ruines de Séchilienne (Grenoble, France) (Site des ruines de Séchilienne (Grenoble, France) Instrumentation et surveillance du tunnel de Val d’infern (D. Naterop, J. Prouvot, L. Bernard ; 2008).France Schéma d’organisation du suivi du site Des Ruines de Séchilienne (Duranthon, 2006). GeSSRI:Gestion de la Surveillance des Sites Rocheux Instables CETE: Centre d’Etudes et de l’Equipement de Lyon (France).
