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OSUG - Terre Univers Environnement

Labex Osug@2020 - Morphologie des falaises

par David AMITRANO - 28 juin 2012 ( dernière mise à jour : 1er février 2013 )

Observatoire de la dynamique d’érosion des falaises et des chutes de blocs

 

Durée  :

Coordinateur  : David Amitrano (ISTerre)

Equipe ISTerre impliquée :
- Mécanique des failles

 

Les chutes de blocs constituent un risque naturel de première importance dans le secteur des préalpes en particulier dans la vallée du Grésivaudan du fait de la forte densité de construction en pied de falaise de plusieurs centaines de mètres de hauteur. L’étude systématique de ce phénomène se heurte au problème d’une part de la détection des événements et de l’estimation précise des dimensions de l’éboulement. En effet, la plupart du temps, la détection n’est effective que lorsque cela a un impact sur une zone d’activité humaine (route, construction) ou bien pour les événements de plus grande dimension lorsqu’ils laissent une trace importante dans le paysage (cicatrice de la zone de départ ou de la zone de propagation de l’écroulement). L’estimation du volume se fait quand à elle en général a posteriori à partir de la surface de la cicatrice et du volume de la zone de dépôt. Cette manière de procéder, imposée par la méconnaissance du relief avant l’effondrement, induit un certain nombre de biais à la fois sur la quantité d’événements recensés, avec un seuil de détection et une exhaustivité dépendant fortement de la proximité des activités humaines, et sur l’estimation précise de leurs propriétés géométriques.

Objectifs :

Un des objectifs du projet est d’effectuer des mesures de référence pour l’estimation de l’érosion future (Lidar + photo numériques) sur un site pilote (St Eynard).
Ce projet a aussi pour but de développer des méthodes de mesures internalisables à moindres coûts (reconstruction du relief par photogrammétrie) :
- estimation de l’érosion future (différentiel Lidar/Photo)
- estimation de l’érosion passée (utilisation de clichés argentiques passés)

Développements méthodologiques :

Tout d’abord, 5 km de falaises ont fait l’objet d’un Levé Lidar haute densité (25 pts/m2) associé à des clichés numériques haute résolution, en avril 2011. La même campagne a permis de réaliser ces mesures sur la dent de Crolles (figure 1), moyennant un financement complémentaire par ISTerre.
De plus, ce projet a consisté à développer des techniques de reconstruction du relief par stéréo-photogrammétrie pour obtenir un model numérique de surface (MNS), afin d’en internaliser l’usage. Ceci permet de réduire le coût et d’augmenter la réactivité face à des évènements d’éboulement rocheux. La précision obtenue avec des clichés numériques est de l’ordre de celle du Lidar pour de bonnes conditions de prise de vue. Il est ainsi possible de déterminer le volume éboulé par différence entre le MNS obtenu par levé Lidar et par stéréo-restitution. La technique mise au point permet en outre de valoriser les photographies argentiques réalisées sur le Y grenoblois en 1999-2000, même si la précision obtenue dans ce cas est moins bonne. Nous avons appliqué cette technique sur la falaise de la dent de Crolles, pour l’analyse de l’effondrement du pilier sud survenu en octobre 2010 (Figure 1). Le différentiel entre le MNS 2000 et 2011 a permis de déterminer précisément la zone de départ et le volume de l’éboulement. Nous avons également identifié d’autres chutes de blocs de plus petites dimensions survenues sur la période 2000-2011 qui n’avaient pas été identifiées par ailleurs. Outre la quantification de l’aléa éboulement rocheux, le fait de disposer de mesures précises du relief permet également le développement de recherches portant sur les propriétés morphologiques des falaises (lois d’échelles, propriétés d’auto-affinité), et leur influence sur la distribution des volumes éboulés.

Valorisation des photos argentiques :

Ecarts entre Lidar et photogrammétrie argentique :
Moyenne : - 0.009 m
Ecart type : 0.26 m

Différentiel Lidar / Photogrammétrie argentique :

Détermination des volumes éboulés par différence entre modèles numériques de surfaces obtenu à partir de photos argentiques (année 2000) et par levé Lidar (avril 2011), sur la dent de Crolles.

Figure 1 : Détermination des volumes éboulés par différence entre modèles numériques de surfaces obtenu à partir de photos argentiques (année 2000) et par levé Lidar (avril 2011), sur la dent de Crolles


 
 

Mesures de référence (Lidar + photo numériques) sur le site pilote du St Eynard et la Dent de Crolles :

Comparaison Lidar / Photogrammétrie numérique :

Développement vers un observatoire des falaises

Le prolongement de ce projet vise la mise en place d’un site pilote d’observation des falaises et des chutes de blocs, basé sur un relevé quantitatif et le plus exhaustif possible, compte tenu des techniques de détection actuelles. L’OSUG soutient ce travail en tant qu’atelier d’observation de l’OSUG. Ces mesures seront mises à disposition d’une large communauté scientifique dont les recherches se basent sur la morphologie des falaises. La mise à disposition des données pourra se faire, le cas échéant via le site OMIV.

Couverture photo et Lidar

Personnels Impliqués et Contributeurs :

Jean-Robert Grasso, Hilary Dyer, Laurent Troubat, Agnes Helmstetter

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Sous la tutelle de :

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