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PUBLICATIONS de la Societe Suisse de Mecanique des Sols et des Roches
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MITTEILUNGEN der Schweizerischen Gesellschaft für Boden- und Felsmechanik
Reunion d'automne, 7 novembre 1997, Montreux - Herbsttagung, 7. November 1997, Montreux
Franccis DESCOEUDRES, professeur EPFL
Aspects geomecaniques des
Instabllltes
de falaises rocheuses et des chutes de blocs
1.
INTROOUCTION
Les instabiütes de falaises rocheuses constituent I'un des risques na-
tureis majeurs en region de montagne. Elles se manifestent genera-
lement de tacon brutale sous forme de glissements ou de bascule-
ments de masses rocheuses qui entrainent des chutes de blocs et
des eboulements a grande energie cinetique. Les impacts sur le ter-
rain et les constructions peuvent iHre destructeurs si I'on ne limite pas
les risques par des ouvrages de protection judicieusement lrnplantes,
concus et dimensionnes pour devier ou arreter les masses en mou-
vement.
La connaissance des mecanismes de rupture des massifs rocheux et
des phsnornenes dynamiques elernentalres associes aux chutes de
blocs constitue un prealable necessaire
ä
toute etude concrete d'un
site
11
risque potentiel ou declare:
- pour pouvoir identifier la nature des evenernents possibles, delirni-
ter leur ordre de grandeur et evaluer I'extension des zones concer-
nees;
- pour pouvoir interpreter les observations d'evenements anterleurs
(etat des falaises, releve des blocs tornbes, traces d'impact sur le
versant ou de deqäts sur les arbres et constructions existantes, pho-
tographies aerlennes, cas echeant film video, etc.);
- pour
centröter
le fonctionnement des rnodeles nurneriques de simu-
lation bi- ou tridimensionnelle des chutes de blocs, au moyen de cas
sirnplifies (geometrie du terrain et des blocs, parametras physiques)
dont la mscanlque generale peut fournir des solutions exactes ou
approchses de tacon explicite.
Le but de cet article est de suivre la chute d'un bloc depuis I'origine
de son depart d'une falaise [usqu'a son arret sur le terrain ou contre
un ouvrage de protection (Fig. 1) en analysant les evenernents ele-
mentaires qu'il subit au niveau geomecanique, dans l'etat imparfait
des connaissances actuelles.
Une appreciation de la capacite des ouvrages de protection a absor-
ber l'enerqie des blocs est egalement prssentee.
2.
STABILITE OE FALAISE - BASCULEMENT OE BLOCS
2.1 Modes de rupture
Les instabilites de falaises rocheuses so nt generalement predefinles
par les surfaces de discontinuites du massif intersectant la topogra-
phie (Hoek and Bray, 1981, Descoeudres, 1988). La figure 2 decrit
schematiquement les modes de rupture en relation avec I'orientation
et le pendage des discontinuites. Le mode a correspond a une frac-
turation intense desorqanisee sans structure privileqie identifiable, qui
I'apparente
ä
un glissement de terrain meuble. Les modes bet c tra-
duisent un glissement sur un ou plusieurs plans de discontlnultes, le
mode
b
n'etant qu'un cas particulier du mode c.
Glissement
Pour le glissement en coin, la definition du facteur de securite s'ex-
prime de la tacon suivante (Fig. 3)
F
=
tg~ *
=
sin82 tg~1 +sin81 tg~2 (2.1)
tgß
(sins, +
sin82) tgß
~1, ~2:
angles de frottement sur les plans 1et 2
8"82: angles de pendage apparent des plans
1
et
2
dans le plan
perpendiculaire
11
la ligne d'intersection des deux plans
ß: inclinaison de la ligne d'intersection.
Fig. 1: Trajectoire de chute d'un bloc
N
N
N
N
@)
Fig.
2:
Modes de rupture en versant rocheux d'epres Hoek and Bray (1981)
a
=
Glisement circulaire, b
=
Glissement sur un plan, c
=
Glissement en coin,
d
=
Basculement
3