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Crédit photo couverture : Contrefish.com
Le programme INTERREG IIIA – ALCOTRA
A LA DECOUVERTE DES PLUS BEAUX PAYSAGES GEOLOGIQUES DU
PAYS DU MONT-BLANC
Partenaires – Objectifs du Colloque transfrontalier
Dans le cadre du projet de coopération transfrontalière « A la découverte des plus beaux
paysages géologiques du Pays du Mont-Blanc », financé par le programme européen
Interreg IIIA 2000-2006 ALCOTRA France-Italie (Alpes), le Centre de la Nature Montagnarde
de Sallanches et le Musée Régional de Sciences Naturelles de Saint Pierre (Vallée d’Aoste)
ont l’honneur de présenter ce colloque public transfrontalier.
Ce colloque transfrontalier a pour objectif la rencontre des scientifiques, des techniciens et
des élus autour de la question de la gestion des risques naturels d’origine géologique dans
cet espace à la géologie et au relief contrastés qu’est le Pays du Mont-Blanc. Le public
pourra y trouver des réponses scientifiques et techniques à ses attentes spécifiques sur les
risques et la sécurité.
Cette publication recueille l’ensemble des résumés des communications présentées lors de
ce colloque.
Le Projet Interreg
L’objectif général du projet est de coordonner les ressources et les compétences
scientifiques et techniques actuelles autour de la géologie et de la géomorphologie du Pays
du Mont-Blanc. Il se traduit par le développement d’outils et d’actions de valorisation du
patrimoine géologique et géomorphologique de ce territoire afin d’en accroître le niveau de
connaissance et d’utilisation.
Les activités programmées jusqu’à l’automne 2007 permettront la publication d’un guide sur
les paysages géologiques de la zone du Mont-Blanc, la mise en réseau des acteurs du
territoire ; la formation et l’information des professionnels de la montagne, des élus et du
grand public ; ainsi que la réalisation de divers supports pédagogiques novateurs illustrant
entre autres la formation de la chaîne alpine ainsi que son évolution au cours des
glaciations.
FONDS EUROPEEN
DEVELOPPEMENT
REGIONAL
Programme
9h00
Bienvenue : Allocution d’introduction
Georges Morand, Maire de Sallanches.
Présentation du projet et des deux structures
Ivana Grimod, Directrice du Musée Régional des Sciences Naturelles de Saint-Pierre.
Eric Pajeot, Directeur du Centre de la Nature Montagnarde.
Introduction des sessions et médiateur : François Amelot, Géologue au CNM.
9H30
LE PAYS DU MONT BLANC, UN ESPACE SOUMIS A DE NOMBREUX RISQUES
D’ORIGINE GEOLOGIQUE
Une identité géologique et géomorphologique à l’origine de nombreux aléas : le point sur quelques
catastrophes historiques.
François Amelot, Géologue, Centre de la Nature Montagnarde, Sallanches.
Sylvain Coutterand, Géomorphologue, Laboratoire EDYTEM, Université de Savoie.
La sismicité du Pays du Mont-Blanc : historique et évolution récente de la prise en compte du
risque sismique dans l’aménagement du territoire.
Fabrice Deverly, Directeur Régional Rhône-Alpes du BRGM, Lyon.
11H00
LA GESTION DE CRISE AU PAYS DU MONT-BLANC DANS L’ACTUALITÉ RÉCENTE
Deux crises vécues : Sixt-Fer-à-Cheval (2003) et les Contamines (2005).
Jérôme Liévois et Alison Evans, Géologues, Service de Restauration des Terrains en Montagne de HauteSavoie, Annecy.
L’activité torrentielle de l’automne 2000 dans le Val d’Aoste : la gestion de crise et ses
enseignements pour l’aménagement du territoire.
Raffaele Rocco, Ing., Assessorat du Territoire, de l´Environnement et des Ouvrages Publics de la Région
Autonome Vallée d'Aoste et Iris Voyat, Ing. Fondation Montagne Sûre.
La route des Gorges de l’Arly, un axe stratégique sous haute surveillance.
Pierre Potherat, Chef du Groupe Mécanique des Roches, CETE de Lyon.
14h00
LES IMPACTS DU RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE SUR LE RISQUE GÉOLOGIQUE
Introduction de la session - Connaître et gérer le risque géologique : une exigence renforcée par
les changements climatiques.
Jean-Marc Vengeon, Directeur du Pôle Grenoblois Risques Naturels.
Les conséquences du réchauffement climatique sur la stabilité des terrains de haute montagne.
Philip Deline, Enseignant-chercheur, Laboratoire EDYTEM, CNRS - Université de Savoie.
La prévention des risques d’origine glaciaire en Vallée d’Aoste.
Fondation Montagne Sûre, Région Autonome Vallée d’Aoste, Assessorat du Territoire, de l´Environnement et
des Ouvrages Publics, Courmayeur.
De nouvelles méthodes d’investigation pour l’étude de l’évolution des parois de haute montagne :
application au cas des Drus.
Philip Deline, Enseignant-chercheur, et Ludovic Ravanel, étudiant en Master de Géographie, Laboratoire
EDYTEM, CNRS - Université de Savoie.
Une nouvelle méthode de surveillance et de prévention des risques géologiques : l’utilisation de
capteurs sismiques.
Philippe Mourot, Ing., Directeur du Bureau d’Etudes Myotis, Saint-Martin d’Hères et Fabrice Guyoton,
Géophysicien, Bureau d’Etudes Géolithe, Crolles.
16h50
RISQUES GÉOLOGIQUES, PRATIQUE DE LA MONTAGNE ET SÉCURITÉ : QUELLE
RESPONSABILITÉ DES ÉLUS ?
Le circuit de l’information, de l’aléa à la prise de décision - L’intégration des risques
exceptionnels dans les documents de gestion du risque.
Jean-Marc Bonino, Directeur du Service Aménagement et Montagne, Mairie de Chamonix-Mont-Blanc.
Table ronde entre élus et experts : Les mesures prises face aux risques géologiques liés à la
pratique des sports de montagne.
Animée par Jean-Marc Vengeon, Directeur du Pôle Grenoblois d’Etudes et de Recherches pour la Prévention
des Risques Naturels.
Avec la participation d’élus de l’Espace Mont-Blanc.
18h00
Synthèse et clôture du colloque.
Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
RECHAUFFEMENT CLIMATIQUE ACTUEL ET
DYNAMIQUE DES VERSANTS DE HAUTE MONTAGNE
Philip DELINE(1)
(1) Laboratoire EDYTEM (UMR 5204 CNRS - Université de Savoie), CISM, Université de Savoie
73376 Le Bourget-du-Lac, France ([email protected])
Variabilité naturelle du climat en montagne…
Les changements climatiques ne sont pas un phénomène nouveau dans l’histoire de la Terre, y compris dans son
histoire récente. Ainsi, entre le XIIIe siècle et le milieu du XIXe siècle, les Alpes − comme la plupart des régions
du monde − ont connu une baisse des températures et une hausse des précipitations. Pendant cette période dite
du Petit Âge Glaciaire, les glaciers alpins ont été affectés par plusieurs avancées importantes de leur front : la
Mer de Glace a ainsi avancé de 1125 m entre 1570 et 1610, ou encore de 562 m entre 1800 et 1822
(NUSSBAUMER, 2006).
Ces fluctuations glaciaires ont pu être plus importantes encore dans un passé plus lointain. Ainsi, il y a plus de
25 000 ans, la vallée de la Doire Baltée comme celle de l’Arve étaient occupées par de très grands glaciers, dont
l’épaisseur dépassait par exemple 1500 m à l’emplacement de Sallanches (fig. 1).
Figure 1 - Reconstitution de l’englacement de la région du massif du Mont Blanc lors du dernier maximum
glaciaire (LGM) (COUTTERAND, 2005).
Compte tenu du remblaiement sédimentaire glacio-lacustre et fluvio-glaciaire de l’ombilic de Sallanches après
le retrait du glacier, l’épaisseur de la glace à Sallanches dépassait probablement 1500 m lors du LGM.
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Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
…et adaptations des sociétés montagnardes
Pour faire face aux variations climatiques récentes comme celles du PAG, les hommes ont usé de différentes
méthodes : construction de chapelles (Ruitor, 1607), processions religieuses (d’Aoste au Ruitor pendant 4 jours
avec le chef de Saint Grat en 1603, puis annuelle depuis La Thuile de 1607 à 1870 ; Chamonix, 1644),
bénédictions (Aletschgletscher, 1653 ; Chamonix, 1664, 1669), suppliques aux autorités. Pour contrer les
vidanges catastrophiques du lac juxtaglaciaire du Ruitor qui, à l’aval, ravagent à une vingtaine de reprises au
moins
plusieurs
villages de la Vallée
d’Aoste à partir de
1284, des projets de
percement de tunnel
de dérivation ou de
barrage sont étudiés
en 1596, 1752 et
1879 − qui ne seront
pas réalisés du fait de
leurs coûts (fig. 2).
Figure 2 - Plan établi
en
1752
par
Dominique Carelli,
‘ingénieur
topographe
du
Roi’,
prévoyant
la
construction
d’un
barrage à l’exu-toire
du lac du Ruitor pour
empêcher
ses
vidanges
brutales
déclenchées par le
mouvement du front
du glacier.
Par sa brutalité, le changement climatique actuel…
Contrairement aux changements climatiques passés, celui qui affecte la Terre depuis un siècle et demi est à la
fois très rapide et très fort : pendant le seul XXe siècle, la température moyenne de l’hémisphère nord a augmenté
de 0.8°C (+ 0.6°C depuis 1985) −, la température moyenne hivernale en haute altitude s’étant même accrue de
3°C entre 1979 et 1994. Parce que le forçage anthropique sur ce réchauffement est essentiel via l’effet de serre
additionnel engendré par les émissions très importantes de gaz carbonique et de méthane, cette élévation de
température devrait se poursuivre voire s’accélérer : les différents scénarii prévoient une augmentation de la
température moyenne de la Terre de 1.4°C à 5.8°C au XXIe siècle (IPCC, 2001).
…affecte fortement le milieu montagnard
Les limites d’étages de végétation connaissent une translation lente vers le haut, qui pourrait atteindre 600 et 800
m pour les limites inférieure (2200 m actuellement) et supérieure (2800 m actuellement) de l’étage alpin en cas
de hausse de la température moyenne de 3.8°C (OZENDA & BOREL, 1991). Cette mutation pourrait entraîner la
régression de l’Epicéa en basse altitude dans certaines vallées intra-alpines (Valais, Vallée d’Aoste), alors que
cette essence qui tolère un stock hydrique faible protège certains de leurs versants, notamment contre les
avalanches (BADER & KUNZ, 1998).
Toutefois, d’autres phénomènes qui présentent un accroissement sur le XXe siècle ne sont pas principalement
contrôlés par le réchauffement climatique. Ainsi, les incendies qui ont affecté la partie méridionale des Alpes
suisses sont passés de 33 dans la 1e moitié du XXe siècle à 90 par an dans la 2e, mais c’est les évolutions de la
gestion de ces forêts qui semble le facteur principal de cette hausse.
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Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
Vers une intensification des processus torrentiels ?
Des crues alluviales et torrentielles ont ravagé plusieurs vallées des Alpes occidentales depuis le début des
années 1990. C’est ainsi que celles d’octobre 2000 ont dramatiquement marqué la mémoire des Valdôtains et
affecté leur territoire (fig. 3). Déclenchée par 3 jours de précipitations intenses (> 170 mm, avec un maximum de
605 mm), cette crise a engendré 259 laves torrentielles et 385 mouvements de terrain, 11 morts, un coût de
750 M€ (191 M€ de
dégâts,
69
M€
en
interventions
d’urgence,
490 M€ pour la réalisation
d’ouvrages de protection) ;
ainsi, la petite commune de
Charvensod a dû évacuer
749 de ses 2304 hab et a
subi 9M€ de dégâts.
Figure 3 - Dépôts de la
crue d’octobre 2000 dans
la localité de Nus (Vallée
d’Aoste).
Les enjeux sont devenus
importants sur ce cône de
déjection du torrent de
Saint-Barthélémy depuis
un siècle : extension de
l’habitat, axes routier et
autoroutier,
bâtiments
agricoles et industriels,
d’où un accroissement
notable de la vulnérabilité.
Pour autant, d’autres crues dramatiques ont eu lieu en Vallée d’Aoste en des temps qui n’étaient pas caractérisés
par le changement climatique actuel, comme les crues alluviales et torrentielles de mai et octobre 1846, à la fin
du PAG − plus d’une trentaine de localités gravement affectées, parfois à deux reprises. Si la question d’une
intensification de ce type d’aléa dans la période post-PAG reste posée, l’accroissement de la vulnérabilité des
biens et des personnes ne fait en revanche pas de doute, et il importe donc de prendre en compte l’évolution de la
part de ces deux composantes du risque lorsque l’on analyse l’éventuelle exacerbation de celui-ci (fig. 3).
Glaciers en retrait : des joyaux menacés
S’il est un phénomène qui illustre bien auprès de l’opinion publique le réchauffement climatique actuel en
montagne, c’est certainement le retrait qui affecte le front des glaciers depuis la fin du PAG. Celui-ci peut être
considérable : en 2006, le front de la Mer de Glace se situe ainsi à près de 2,3 km en amont de son extension
maximale au PAG (NUSSBAUMER, 2006). Et alors que de nombreux petits glaciers ont déjà disparu ou sont en
train de disparaître, une canicule comme celle de l’été 2003 a engendré la fusion de plus de 5 % du volume total
des glaciers de la Suisse…
Au-delà de l’atteinte au patrimoine naturel alpin que représente cette dynamique qui s’accélère, la réduction de
l’aire englacée (5 % du territoire en Vallée d’Aoste) a des conséquences sur la disponibilité de la ressource
hydrique (hydroélectricité, irrigation, eau potable) et sur les pratiques sportives sur glacier (ski d’été, alpinisme)
Glaciers en retrait : les risques associés
Les modifications de la dynamique actuelle de la plupart des glaciers produisent une série de phénomènes qui
peuvent engendrer des risques pour les sociétés montagnardes :
• Formation de lacs supraglaciaires et juxtaglaciaires, comme le lac de Rochemelon (Haute-Maurienne) ou le
Lago Effimero sur le glacier du Belvedere (Piémont), d’un volume de 3 Mm3 en 2002 et dont la vidange
brutale aurait menacé le village de Macugnaga (fig. 4).
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Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
Figure 4 - Lago Effimero,
lac supra-glaciaire qui
s’est formé sur le glacier
du Belvedere (massif du
Mont Rose, Piémont) en
juin 2002 et a atteint un
volume de 3 Mm3 en juillet.
Une très lourde opération
de surveillance, mesures et
pompage a dû être mise en
œuvre pour éviter une
vidange catastrophique.
•
•
• Chute de séracs depuis
le front de glaciers
suspendus en haute altitude
(dont c’est le mode normal
d’ablation), comme au
glacier
des
Grandes
Jorasses en 1997 et 1998, mais aussi de glaciers de plus basse altitude dont le front s’est retiré sur un gradin
rocheux. Ainsi, le front du glacier de Frébouge (Val Ferret) s’est écroulé en partie en septembre 2002,
engendrant une avalanche de séracs de 100 000 m3 de glace qui a recouvert la partie supérieure du cône,
heureusement non fréquentée ce jour-là.
Vidange de poche d’eau intraglaciaire, comme celle qui s’est produite par exemple à deux reprises en juillet
2003 au front du glacier de Frébouge, à l’aval immédiat duquel elle a engendré d’importantes laves
torrentielles.
Décompression des pieds de versant du fait de la diminution voire de la disparition de la pression glaciaire,
ce qui favorise éboulements et écroulements.
Permafrost en fusion :
des versants
déstabilisés
La dégradation du permafrost
dans les terrains de haute
montagne (c’est-à-dire de leur
tranche superficielle qui est
d’ordinaire
à
température
constamment négative) du fait
du réchauffement climatique
actuel se traduit également par
une
intensification
de
phénomènes à risques :
• Les
formations
superficielles telles que les talus
d’éboulis ou les tills déposés par
les glaciers sont plus facilement
mobilisés lorsque la glace
interstitielle qu’elles contenaient
se dégrade ou disparaît : la
formation de laves torrentielles
est favorisée lors d’épisodes
pluvio-orageux (fig. 5).
Figure 5 - Profondes incisions à 2200 m d’altitude dans les tills (dépôts morainiques) à l’aval du glacier
d’Ormelune (Valgrisenche, Vallée d’Aoste) suite à des précipitations orageuses intenses. Cette incision a été
favorisée par la dégradation actuelle du permafrost dans ces dépôts.
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Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
• Les parois rocheuses à
permafrost de haute altitude sont
affectées par des processus
gravitaires :
éboulements
de
quelques dizaines de m3, avec par
exemple une très haute fréquence
dans le massif du Mont Blanc lors
de
l’été
2003
(fig. 6) ;
écroulements dont les volumes
sont variables, de quelques
milliers de m3 comme à la Tour
des Grandes Jorasses en mai 2002,
à plusieurs centaines de milliers de
m3 comme aux Drus en juin 2005,
voire à plusieurs millions de m3
comme à la Punta Thurwieser
(Valtellina, Italie) en septembre
2004 (fig. 7).
Figure 6 - Eboulement
en
août 2003 sur le versant sud
des Arêtes de Rochefort
(massif du Mont Blanc). En
août et septembre, de très
fréquents éboulements ont
affecté ce versant (comme de
nombreux autres du massif),
probablement du fait de la
dégradation exceptionnelle
du permafrost cet été 2003.
Figure 7 - Panorama
du
versant sud de la Punta
Thurwieser (Valtellina, Italie)
après l’écroulement du 18
septembre
2004
(photo
FOSSATI). Le volume rocheux
écroulé (environ 2,5 Mm3) a
parcouru
des
distances
horizontale et verticale de
2500 m et 1400 m.
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Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
Ainsi, le très fort contrôle qu’exercent les processus glaciaires et périglaciaires (permafrost) sur la
morphodynamique actuelle des versants de haute montagne souligne l’importance d’une meilleure
compréhension de ceux-ci et de leurs interactions avec les processus gravitaires et torrentiels si l’on veut
appréhender les risques qui leur sont associés et permettre leur gestion de la manière la plus efficace qu’il soit en
contexte de changement climatique accéléré.
Bibliographie
BADER, S. & KUNZ, P. (Eds), 1998. Climat et risques naturels. La Suisse en mouvement. Georg/vdf,
Genève/Zürich, 312 p.
COUTTERAND, S., 2005. Paléogéographie de la région du massif du Mont Blanc pendant le dernier maximum
glaciaire : approche chronologique. In Deline, P. Giardino, M. & Nicoud, G., Le Quaternaire des vallées
alpines : fronts glaciaires, mouvements de versant et comblements alluviaux dans les vallées de l’Arve, d’Aoste
et de Suse. Cahiers de Géographie, 3 : 80-82.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Working Group I, 2001. Summary for policymakers.
Shanghaï, 20 p. www.ipcc.ch
NUSSBAUMER, S., 2006. Fluctuations of the Mer de Glace (Mont Blanc area, France) AD 1500-2050.
Mémoire de master, Université de Berne, 143 p.
OZENDA, P. & BOREL, J.-L., 1991. Les conséquences écologiques possibles des changements climatiques
dans l’arc alpin. Rapport Futuralp, 1 : 49 p.
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Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
NOUVELLES METHODES D’ETUDE DE L’EVOLUTION
DES PAROIS ROCHEUSES DE HAUTE MONTAGNE :
APPLICATION AU CAS DES DRUS
Ludovic RAVANEL & Philip DELINE
Laboratoire EDYTEM (UMR 5204 CNRS - Université de Savoie), CISM, Université de Savoie
73376 Le Bourget-du-Lac, France ([email protected])
Importance des processus gravitaires en haute montagne
Du grand écroulement rocheux sur le glacier de la Brenva (massif du Mont Blanc) en janvier 1997, qui a
mobilisé près de 2 millions de m3 de granite, à la chute de blocs décimétriques liée au dégel printanier, la haute
montagne rocheuse est affectée par différents processus gravitaires mettant en jeu des volumes très variables. Si
l’éboulement rocheux désigne une chute de blocs généralement individuels, l’écroulement correspond à la chute
soudaine d’un volume rocheux supérieur à 100 m3 avec fragmentation en débris hétérométriques. Dans la
dernière décennie, de grands écroulements (volume > 1 million voire 10 millions de m3) se sont produits en
haute montagne à travers le monde, du Mount Munday (Colombie Britannique, 1997) à Kolka-Karmadon
(Ossétie du Nord, 2002) ou au Mc Ginnis Peak (Alaska, 2002). L’écroulement récent le plus important dans les
Alpes est celui qui a affecté la Punta Thurwieser (Valtellina, Italie) en septembre 2004 : d’un volume d’environ
2.5 millions de m3, il a parcouru une distance (horizontale) de 2500 m.
Facteurs contrôlant les écroulements rocheux
Contrairement aux éboulements qui sont des phénomènes saisonniers, les écroulements sont un processus
exceptionnel, ni annuel ni saisonnier car contrôlé, au-delà des conditions structurales, par trois principaux
facteurs dont le rythme est très variable et qui peuvent se combiner :
•
La décompression des versants des cirques et vallées glaciaires après le retrait post-würmien des
glaciers : le relâchement des contraintes statiques à proximité de la surface des parois provoque une
détente qui ouvre des fissures et déstabilise le volume rocheux par appel au vide.
•
La sismicité.
•
Les modifications du permafrost dans les parois rocheuses (c’est-à-dire de leur tranche superficielle à
température constamment négative) sous l’influence des changements climatiques qui ont caractérisé les
derniers 12 000 ans (fin du Tardiglaciaire et Holocène).
Réchauffement climatique actuel, dégradation du permafrost et écroulements
rocheux en haute montagne
Le climat actuel de la Terre est caractérisé par un réchauffement rapide et intense. Pendant le seul XXe siècle, la
température moyenne de l’hémisphère nord a augmenté de 0.8°C (+ 0.6°C depuis 1985) − la température
moyenne hivernale en haute altitude s’étant même accrue de 3°C entre 1979 et 1994 −, tandis que les différents
scénarii climatiques prévoient une augmentation de la température moyenne de la Terre de 1.4°C à 5.8°C au
XXIe siècle (IPCC, 2001). Ce réchauffement entraîne une dégradation du permafrost des parois rocheuses de
haute altitude. Comme cela a pu être constaté lors de certains des nombreux écroulements qui se sont produits
dans les Alpes pendant l’été caniculaire de 2003, à la Punta Thurwieser en 2004 ou aux Drus en juin 2005, la
niche d’arrachement est souvent caractérisée par la présence de glace ou par des écoulements d’eau. Ces
observations suggèrent une modification d’état de la glace interstitielle et, plus généralement, de l’état
d’équilibre thermique du permafrost (ou pergélisol), qui expliqueraient, au moins en partie, une possible plus
grande occurrence des écroulements en haute montagne.
48
Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
De la nécessité de mieux évaluer processus gravitaires et modification du
permafrost et de comprendre leur relation
La rareté des données sur les éboulements et les écroulements (hors événements extrêmes dépassant 1 million de
m3) tant passés qu’actuels ne permet pas d’évaluer rigoureusement une éventuelle augmentation de la fréquence
(ainsi que de l’intensité) de ces événements dans la période récente. De même, la distribution des températures
dans les parois et leur évolution passée, récente et actuelle restent très mal connues et comprises, faute de
données suffisamment nombreuses pour valider les modèles proposés.
tandis que la gélifraction fournit des clastes décimétriques à pluridécimétriques), les écroulements rocheux de
tailles moyennes n’ont fait l’objet que de très peu d’études. Ils n’en modifient pas moins, et de manière parfois
sensible, la physionomie des montagnes.
Vers une première réponse scientifique : le projet PERMAdataROC
Depuis mars 2006, le projet INTERREG III A 2000-06 ALCOTRA France-Italie PERMAdataROC (Elaboration
d’une base de données et expérimentation de méthodes de mesure des mouvements gravitaires et des régimes
thermiques des parois rocheuses de haute montagne caractérisées par le permafrost) poursuit deux objectifs :
• réunir des données sur le régime thermique des parois rocheuses de haute montagne et les mouvements
gravitaires qui les affectent. En France comme en Italie, les rares données existantes sont éparses et ne
permettent pas l’étude de la corrélation entre modification du permafrost et intensification des
mouvements gravitaires.
• fournir aux gestionnaires du risque en montagne des procédures de choix et de mise en œuvre des méthodes
et instruments les plus pertinents pour la surveillance des parois présentant des signes d’une activité
gravitaire récente (situations à risque).
Ce projet se déroulera sur deux ans (mars 2006 - mars 2008), avec deux campagnes de mesures estivales (2006
et 2007) qui complèteront celle menée de manière anticipée en 2005. Il associe le laboratoire EDYTEM (CNRS Université de Savoie) à la Fondation Montagne sûre (Vallée d’Aoste), chef de file, à l’ARPA (Agence Régionale
pour la Protection de L’Environnement, Vallée d’Aoste), à l’IRPI-CNR (Conseil National de la Recherche,
Turin) et au CESI (Milan), partenaires ; une collaboration étroite est développée avec l’Université de Zürich.
Mis en œuvre sur 6 sites pilotes au Cervin (1) et dans le massif du Mont Blanc (5), le projet PERMAdataROC
s’articule autour de 4 axes :
•
CENSI_CRO : recensement et constitution d’une base de données des éboulements et écroulements
actuels sur les parois rocheuses supraglaciaires (massif du Mont-Blanc seul). Cet objectif sera réalisé au
moyen d’une étroite collaboration avec les guides de haute montagne et gardiens de refuge de Chamonix
et Courmayeur, principaux ‘agents recenseurs’ des mouvements gravitaires actuels. Cette base de données
sera complétée par un recensement des événements historiques à partir du dépouillement de la presse, des
livrets de guides et livres de refuges et des études antérieures.
•
PERMA_TEMP : définition, expérimentation, validation et standardisation des méthodes et instruments
de mesure des régimes thermiques de parois rocheuses sur les sites pilotes. L’installation de capteurs
mesurant la température en continu dans ces parois permettra d’en connaître les caractéristiques
thermiques et leur évolution pendant l’année.
•
PERMA_CRO : définition, expérimentation et validation des méthodes de mesure de l’activité gravitaire
(laserscan, géophones et photogrammétrie oblique terrestre) sur des parois rocheuses des sites pilotes. Ce
volet du projet permettra à la fois d’acquérir des données sur le rythme et l’intensité des éboulements et
écroulements actuels et de déterminer l’intérêt et les limites des différentes méthodes pour le suivi des
situations à risque.
•
PERMA_COM : organisation de deux séminaires de présentation des activités et des résultats et édition
d’un guide final de présentation des résultats, destinés tant à la communauté scientifique qu’aux acteurs
du territoire que sont les élus et les gestionnaires du risque.
Les Drus : reconstituer la dynamique gravitaire récente de la face ouest et
comprendre celle actuelle, en relation avec la dégradation du permafrost
L’étude des écroulements qui ont affecté depuis un siècle et demi la face ouest du Petit Dru (3733 m), sommet
remarquable et symbolique de la vallée de Chamonix, contribue à une meilleure connaissance de l’instabilité des
49
Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
parois de haute montagne, au moyen d’une démarche fondée sur les emboîtements d'échelles spatiales et
temporelles et sur une double approche :
•
qualitative, avec un travail de reconstitution historique, de description des volumes rocheux ainsi que
des cicatrices d’écroulements ;
•
quantitative, avec la mise en place de méthodes de quantification des volumes écroulés et de
modélisation de la structure actuelle de la paroi dans l’optique d’analyser les écroulements récents et
d’effectuer des comparaisons avec des modèles futurs.
Comparaison et interprétation des photographies anciennes des Drus
La connaissance des écroulements historiques constitue un volet fondamental dans le diagnostic morphogénique
des parois rocheuses. Si l’écroulement de 1997 aux Drus a été le premier à marquer véritablement les esprits
dans la vallée de Chamonix, il n’est toutefois pas la première modification de la surface du versant depuis la
dernière période froide, c'est-à-dire le Petit Âge Glaciaire (PAG). Compte tenu de la variabilité de la
morphogenèse des versants en haute montagne, il est nécessaire de mettre en œuvre une démarche diachronique
qui requiert des séries de données depuis la fin de PAG. A partir des nombreux documents disponibles
(photographies, gravures, peintures, récits), il a été possible de reconnaître les limites des cicatrices des
écroulements antérieurs à celui de 2005. Plusieurs étapes ont été nécessaires :
•
La phase préliminaire consiste à rechercher et sélectionner les documents iconographiques. Si les
écroulements de septembre 1997, de l’été 2003 et de juin 2005 font partie de la ‘mémoire alpine’ récente,
les ressources documentaires antérieures sont plus disparates. Il a d’abord été nécessaire de rassembler le
plus grand nombre d’iconographies de bonne qualité, avec un angle de représentation proche. Une
vingtaine de documents sur les 150 rassemblés couvre la période de la fin du PAG jusqu’à 1997, avec
grossièrement
un
document
retenu
pour
chaque
décennie.
•
Puis l’étude
approfondie
des
documents a permis
de relever d’éventuelles modifications
significatives de la
paroi (morphologique et colorimétrique) pour chaque
sous-période considérée, qui témoignent de l’occurrence d’un mouvement
de
masse
(fig. 1).
Figure 1 – Comparaison morphologique sur la face ouest
du Petit Dru entre
des photographies
de 1972 et 1995
(RAVANEL, 2006).
•
Cette première étude conduit à compléter la série photographique pour les années pour lesquelles les
modifications ont été reconnues par (i) d’autres photographies permettant de préciser les dates
d’écroulements et (ii) l’utilisation de documents écrits contemporains (récits d’alpinisme, cahiers de
courses, livres de refuges, topoguides, revues d’alpinisme).
50
Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
•
•
L’étape de photo-interprétation consiste à analyser, interpréter et synthétiser des informations qui ont
depuis généralement disparues du terrain, pour établir l’inventaire, la représentation graphique et l’analyse
statistique des cicatrices d’écroulement.
L’opération finale de photo-comparaison consiste à tracer avec la plus grande précision possible les
limites des différentes cicatrices, le lien avec le terrain étant indispensable pour vérifier et ajuster ces
limites.
Entre la fin du PAG (1850) et 2005, 8 épisodes principaux d’écroulement ont ainsi pu être reconnus,
caractérisant l’évolution morphologique de la paroi ouest des Drus. Datés de 1905, 1935-40, 1950, années 1970,
1992, 1997, 2003 et 2005 (fig. 2), ils ont mis en œuvre un volume total de 0.32 à 0.35 Mm3 − dont près de 80 %
lors de l’écroulement de 2005 (RAVANEL, 2006).
Suivi de l’évolution de la face ouest des Drus par scannerisation laser
Pour suivre l’activité gravitaire qui affecte actuellement une paroi rocheuse et pouvoir éventuellement la corréler
avec les données thermiques recueillies sur celle-ci, des levés topographiques réguliers (fréquence annuelle voire
saisonnière) sont indispensables. Ils permettent non seulement de connaître et d’analyser la topographie précise
de la paroi et de ses
cicatrices, mais également
l’évolution de celle-ci
(volumes et distribution
des écroulements) par
comparaison diachroni-que
des levés.
Si l’étude des dépôts
d’écroulement
est
généralement praticable en
milieu de haute montagne,
l’accès aux parois est en
revanche plus délicat, en
particulier lorsqu’elles sont
instables. L'acquisition de
données
topométriques
peut résulter de deux
méthodes.
La photogrammétrie oblique (aérienne ou terrestre)
sur les grandes parois
rocheuses, qui suppose
l’acquisition de couples
stéréoscopiques permettant
de restituer le modelé, est
une
méthode
dont
l’expérimentation est en
cours au sein de plusieurs
équipes de recherche dans
l’arc alpin ; à travers l’axe
PERMA_CRO, le projet
PERMAdataROC participe
à cette expérimentation.
Figure 2 Extension
spatiale des écroulements
dans la face ouest du Petit
Dru
depuis
1950
(RAVANEL, 2006).
La niche d’arrachement de
2005 se développe de 3140
à 3670 m d’altitude.
51
Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
La scannérisation laser a été appliquée aux Drus comme sur les autres sites d’étude de PERMA_CRO depuis
2005. La technique de la mesure par scanner laser terrestre (ou LIDAR, LIght Detection And Ranging) est basée
sur l'émission-réception d'un signal lumineux (dans l’infrarouge) à très faible dispersion spatiale et grande
précision temporelle. La mesure du temps de vol (trajet aller-retour du rayon laser) permet de mesurer une
distance de plusieurs centaines de mètres avec une précision du centimètre. Cette distance, associée à la
connaissance des deux angles d’émission du rayon avec l’horizontal et la verticale permet de déterminer les
coordonnées en x, y et z du point balayé. Générant des impulsions de très courte durée, un laserscan émet et
reçoit plusieurs milliers d’impulsions par seconde, ce qui permet de lever de vastes surfaces topographiques
rapidement et avec une haute
résolution.
Ainsi,
l’instrument
utilisé par le laboratoire EDYTEM
(ILRIS 3D, d’Optech ; fig. 3), qui
est un système intégré et
transportable mis au point pour des
inspections industrielles et minières,
acquiert 2000 points par seconde
avec une grande précision : la
résolution d’acquisition d’un point
et l’exactitude du modèle sont de
l’ordre de 3 mm pour un objet situé
à 100 m.
Figure 3 Mission
laserscan
d’octobre 2005 (photo S. GRUBER).
Après détermination des fenêtres de prise de vues et de l’espacement des points, l’acquisition des points
s’effectue automatiquement. Les types de fichiers numériques obtenus peuvent alors être transformés
(parsérisation) pour être exploités dans des suites logicielles permettant de traiter des nuages de points de grande
taille. Pour cette étude, l’extraction d’un modèle polygonal a été effectuée sous la suite logicielle PolyWorks
(fig. 4). Les 6 nuages de points acquis lors de la campagne de mesure d’octobre 2005 depuis l’arête des Flammes
de Pierre ont été alignés avant de traiter le résultat afin d’obtenir un modèle polygonal : un maillage triangulaire
(maillage TIN) est produit (fig. 5), qui est utilisé pour mesurer des caractères géométriques de la paroi, estimer
les volumes mis en jeu lors des principaux écroulements, extraire des entités géométriques et construire un
modèle numérique de terrain. Ce MNT aide à comprendre la relation entre fracturation et écroulements.
Ce MNT d’octobre 2005 sera prochainement comparé avec celui qui sera tiré des récentes mesures d’octobre
2006, afin d’étudier la dynamique gravitaire de la paroi sur une période d’un an.
Figure 4 : Diagramme du traitement à l’aide du logiciel PolyWorks des nuages de points acquis par
scannérisation laser (RAVANEL, 2006).
52
Actes du Colloque Géologie et risques naturels : la gestion des risques au Pays du Mont-Blanc – 18 Nov. 2006 - Sallanches
Figure 5 : Modèle
polygonal
ou
TIN
(Triangular Integrated Network) de la face
ouest du Petit Dru en octobre 2005 (RAVANEL,
2006).
Régimes thermiques dans la
face ouest des Drus : capteurs
et modélisation
Pour pouvoir déterminer la part de la
dégradation probable du permafrost dans la
dynamique gravitaire actuelle des parois
rocheuses, il est nécessaire de collecter des
données sur celui-ci. La caractérisation et le
suivi des régimes thermiques de ces parois
sont assurés par la pose de capteurs
(thermistors) qui enregistrent à intervalles
réguliers la température dans la roche durant
l’année entière à différentes profondeurs (10,
30 et 60 cm). Les différents sites pilotes du
projet PERMAdataROC vont permettre un
suivi entre 3300 et 4000 m d’altitude et selon
les différentes expositions et pentes. Dans le
cadre de l’axe PERMA_TEMP, deux capteurs
ont ainsi été installés en octobre 2006 à
proximité des Drus (Flammes de Pierre) en
exposition nord et sud. Leurs données permettront d’améliorer un premier modèle de distribution et de variation
de la température interne des parois des Drus élaboré par nos collègues de l’Université de Zürich pour des
versants idéalisés (pente moyenne de 70°, orientations NW et SE, données de températures de l’air à la
Jungfraujoch pour la période 1990-99). Alors que les mesures laserscan permettront une reconstitution
géométrique fine du pilier intégrant la microtopographie, ce premier modèle encore grossier suggère que les
écroulements actuels affectent un permafrost dont la température est comprise entre -2 et -5°C.
BIBLIOGRAPHIE
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Working Group I, 2001. Summary for policymakers.
Shanghaï, 20 p. www.ipcc.ch
RAVANEL, L., 2006. Contribution à l’étude des écroulements dans les parois à permafrost de la haute
montagne alpine ; l’exemple du Petit Dru (massif du Mont-Blanc) depuis la fin du PAG. Mémoire de Master
1, Université de Savoie, 116 p.
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Ce colloque a pu être réalisé grâce au soutien
financier ou technique des organises suivants
Cette seconde édition du document (décembre 2006) a été révisée et augmentée
de la contribution sur l’intégration des risques exceptionnels dans les documents de gestion
du risque présentée dans la session 4 par Mr Jean-Marc Bonino.
Edité par le Centre de la Nature Montagnarde
74700 – SALLANCHES
www.centrenaturemontagnarde.org
Conception et réalisation : François AMELOT - CNM
Impression : Imprimerie Nouvelle – SALLANCHES – Novembre 2006