RECHERCHE FONDAMENTALE

Influence de l’héritage lithologique (processus d’altération et contrastes mécaniques)

Le dernier axe des recherches actuellement menées concerne l’influence de l’héritage lithologique sur la rupture des versants.

 

​Ceci peut être abordé de deux manières :

 

  • Le rôle tenu par les processus d’altération physico-chimique ;
  • Le rôle tenu par les contrastes mécaniques forts.

 

INFLUENCE DES PROCESSUS D’ALTÉRATION PHYSICO-CHIMIQUE :

 

Toute roche soumise aux effets climatiques va subir des processus d’altération physico-chimique, dont l’une des conséquences va être une modification de ces paramètres mécaniques se traduisant (globalement) par un affaiblissement des roches et donc du versant.​​​​​

 

D’autre part, selon l’héritage lithologique et structurale du versant (présence de failles et fractures, densité et persistance de ces dernières, etc.), il peut exister des contrastes d’altération à l’intérieur même d’un versant (et donc d’un massif).​

 

Pour tenter de caractériser cette évolution de l’altération à l’intérieur d’un même versant, une campagne d’échantillonnage et d’essais en laboratoire a été menée.

 

Les échantillons ont été prélevés le long de certaines des failles affectant le versant de La Clapière (vallée de la Tinée, Alpes-Maritimes, France).​

 

Des essais de compression triaxiaux ont été réalisés sur ces échantillons afin de déterminer les paramètres « cohésion effective » et « angle de frottement interne effectif » des échantillons. Ces deux paramètres mécaniques sont ceux principalement affectés par l’altération des roches.​

 

Les résultats obtenus montrent qu’à mesure que l’ont se rapproche de la zone de glissement aujourd’hui consommée :

 

  • La cohésion effective diminue fortement ;
  • Le frottement interne augmente légèrement.

 

Le paramètre cohésion présente donc une sensibilité plus forte à l’altération que le paramètre frottement interne.





 

 

 

 

 

En rapprochant ces travaux de ceux menés par El BEDOUIS et al., (2011), il est possible de proposer deux lois d’évolution temporellement contraintes :

 

  • concernant l’angle de frottement interne la loi est :
  • ​concernant la cohésion effective la loi est :

 

Ces travaux ont fait l’objet de la rédaction d’un article paru en 2011 chez Landslides (voir l’article)

 

 

INFLUENCE DES CONTRASTES MÉCANIQUES :

 

Au nombre des facteurs conditionnant la rupture des versant se trouvent également les contrastes mécaniques. En effet, des « empilements » de formations géologiques présentant des contrastes marqués de leurs propriétés mécaniques vont répondre différemment aux sollicitation mécaniques et conduire à des schémas de rupture particuliers.

 

​Ceci est particulièrement vrai lorsque des formations géologiques accommodant la déformation de façon ductile cassante se trouvent encadrées par des formations géologiques accommodant la déformation de façon cassante.​

 

Dans cette configuration il résulte un schéma de déformation et de rupture du versant/du massif connu sous le nom de « fluage gravitaire » (Lateral Rock Spreading »)​

 

Un exemple de ce phénomène se trouve être illustré par les falaises Grassoises (Grasse, Alpes-Maritimes, France).

 

 

 

 



 

 

 

 

 

 

En effet, pour bonne partie, ce secteur est composé d’une succession de séries calcaires et dolomitiques du jurassique (dont le comportement est à dominante cassant) reposant sur des formations de marnes, d’argiles et de gypse du trias Keuper (dont le comportement est cassant à bas régime de contrainte et devient ductile à plus haut régime. L’ensemble repose sur les formation du trias Muschelkalk à dominante carbonaté (calcaires et dolomies).

 

Afin de comprendre les mécanismes d’initiation de ce fluage gravitaire, une série de modélisations numériques du versant de La Marbrière (Grasse) a été réalisée.​

 

Les résultats ont montré que :

 

  • Si un comportement mécanique cassant est considéré pour l’ensemble du modèle, la déformation se traduit par la formation de fractures à l’intérieur des séries du jurassique, se propageant depuis les formations du trias Keuper. L’ajout de fracture préexistante dans les formations du jurassique n’a pas d’effet différent qui soit notable ;
  • Si un comportement mécanique cassant est considéré pour les formations du jurassique et du Muschelkalk tandis qu’un comportement ductile est considéré pour les formations du trias Keuper avec ajout de fractures préexistantes, la déformation se localise majoritairement à l’arrière des séries du jurassique par la formation d’un « coin » s’enfonçant lentement dans les séries ductiles du Keuper. Ceci entraine le bombement des séries au niveau du versant et l’apparition de crevasses ainsi que des extrusions notable au niveau des séries du Keuper.

 

 

 



 

 

 

 

Ces travaux ont fait l’objet de la rédaction d’un article paru en 2018 chez Terra Nova (lien vers l’article).