El Capitan : exploit sportif et excellence de la FGSE en analyse de risques

Le 14 janvier 2015, deux grimpeurs américains ont finalisé l’ascension d’une paroi considérée par certains comme la plus difficile au monde, à savoir « The Dawn Wall » sur El Capitan, dans la vallée du Yosemite (Californie). Cette ascension a été largement médiatisée et des chercheurs de la FGSE ont été sollicités par le New York Times pour participer à un article.

La falaise d’El Capitan est composée de granite, magma cristallisé à plusieurs km de profondeur, datant du Crétacé. Comme l’ensemble de la vallée, le monolithe a été sculpté par les glaciations pour former cette impressionnante paroi, qui s’élève d’un seul jet et sur 1000m de hauteur.

Antoine Guerin et Battista Matasci, doctorants à l’ISTE au sein du « Risk Analysis Group », ont réalisé une modélisation de cette paroi pour leurs travaux de thèse portant sur l’analyse des chutes de blocs. C’est cette modélisation qui a par la suite été réutilisée par le New York Times pour en faire une infographie 3D qui illustre le vertigineux parcours des grimpeurs.

Méthodologie

La modélisation a été réalisée au LiDAR (Light Detection and Ranging).

Cet appareil de mesure balaie avec un rayon laser une surface à distance, jusqu’à environ 2 km. L’analyse du faisceau de lumière rétrodiffusée vers l’émetteur permet de cartographier la surface avec une grande résolution (ici un point tous les 10-15 cm). L’ensemble des données récoltées forme un nuage de points dense, qui peut ensuite être transformé en une surface triangulée (un mesh), permettant d’obtenir un visuel à haute définition d’une paroi ou d’une topographie, quelle qu’elle soit. A cela s’ajoute la technique photographique du GigaPan, un pied robotisé de prise de vue permettant de créer des panoramas gigapixels extrêmement détaillés de plusieurs centaines ou milliers de photos.

lidar

Illustration de l’acquisition des données sur les faces SW et SE d’El Capitan avec le LiDAR (appareil orange) et le GigaPan. On voit à quel point la paroi est immense par rapport à la taille d’un homme.

En analysant des images ou modélisations réalisées à différentes périodes, les chercheurs du Groupe RISK de l’ISTE peuvent identifier des occurrences de chutes de blocs et en inférer une tendance de risque. Un des intérêts de la vallée du Yosemite est qu’un inventaire détaillé des chutes de blocs a été constitué depuis 1850 jusqu’à aujourd’hui, ce qui offre un panel assez large d’événements permettant de mieux évaluer les risques. Les méthodes d’analyse développées au Yosemite s’appliquent très bien à d’autres parois, dans les Alpes ou ailleurs.

Comparaison de deux nuages de points LiDAR sur la paroi ouest du Petit Dru dans le Massif du Mont Blanc. Le compartiment orange est tombé en septembre 2011, la partie rouge s’est éboulée quelques semaines plus tard, en octobre 2011.

Comparaison de deux nuages de points LiDAR sur la paroi ouest du Petit Dru dans le Massif du Mont Blanc. Le compartiment orange est tombé en septembre 2011, la partie rouge s’est éboulée quelques semaines plus tard, en octobre 2011.

Les recherches du groupe RISK dirigé par le Prof. Michel Jaboyedoff et par le MER Marc-Henri Derron, partent généralement des sciences fondamentales et vont vers les sciences appliquées aux risques. Elles incluent l’étude de processus physiques tels que glissements de terrain, laves torrentielles, grêle, chutes de blocs et tsunamis, mais s’intéressent aussi à la perception du risque, l’évaluation de la vulnérabilité et de la résilience des populations à risque, de l’aide à la décision et à la gestion des risques.

La face ouest du Petit Dru (3733m, Massif du Mont-Blanc) avec le nuage de poussière provoqué par l’éboulement d’octobre 2011. Pas moins de 59'000 m3 de roche se sont effondrés entre le 15 septembre et le 30 octobre 2011. Photos : L. Ravanel et J. Malbert.

La face ouest du Petit Dru (3733m, Massif du Mont-Blanc) avec le nuage de poussière provoqué par l’éboulement d’octobre 2011. Pas moins de 59’000 m3 de roche se sont effondrés entre le 15 septembre et le 30 octobre 2011. Photos : L. Ravanel et J. Malbert.

Publications scientifiques

  1. Use of LIDAR in landslide investigations: a review
    Michel Jaboyedoff, Thierry Oppikofer, Antonio Abellán, Marc-Henri Derron, Alex Loye, Richard Metzger, Andrea Pedrazzini, Nat Hazards (2012) 61:5–28
    DOI 10.1007/s11069-010-9634-2
  2. Collapse at the eastern Eiger flank in the Swiss Alps
    Thierry Oppikofer1, Michel Jaboyedoff & Hans-Rudolf Keusen, Nature Geoscience (2008) 1:531-535
    DOI 10.1038/ngeo258
  3. Structural analysis of Turtle Mountain: origin and influence of fractures in the development of rock slope failures
    Andrea Pedrazzini, Michel Jaboyedoff, Corey R. Froese, C. Willem Langenberg and Francisco Moreno, Engineering Geology Special Publications, Geological Society, London (2011) 24:189-208
  4. Landslide detection and monitoring capability of boatbased mobile laser scanning along Dieppe coastal cliffs, Normandy
    Clément Michoud, Dario Carrea, Stéphane Costa, Marc-Henri Derron, Michel Jaboyedoff, Christophe Delacourt, Olivier Maquaire, Pauline Letortu, Robert Davidson, Landslides (2014)
    DOI 10.1007/s10346-014-0542-5
  5. Geologic Map of the Southeast Face of El Capitan
    Roger L. Putnam, Allen F. Glazner, Bryan S. Law, and Greg M. Stock, The Geological Society of America (2014)
L’équipe du groupe d’analyse de risques, presque au complet, pris par un drone

L’équipe du groupe d’analyse de risques, presque au complet, pris par un drone

Photo de couverture : © oscity – Fotolia.com

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