{"id":2160,"date":"2016-04-28T08:29:02","date_gmt":"2016-04-28T06:29:02","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=2160"},"modified":"2018-08-03T11:55:05","modified_gmt":"2018-08-03T09:55:05","slug":"la-propagation-de-flux-granulaires-secs-et-non-contraints-des-experiences-en-laboratoire-a-la-modelisation-numerique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2016\/04\/la-propagation-de-flux-granulaires-secs-et-non-contraints-des-experiences-en-laboratoire-a-la-modelisation-numerique\/","title":{"rendered":"La propagation de flux granulaires secs et non-contraints : des exp\u00e9riences en laboratoire \u00e0 la mod\u00e9lisation num\u00e9rique"},"content":{"rendered":"

Th\u00e8se soutenue par C\u00e9line Longchamp le 28 avril 2016, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n

Les avalanches rocheuses sont des \u00e9v\u00e9nements de grande ampleur, impliquant un grand volume (>106<\/sup> m3<\/sup>) circulant \u00e0 haute vitesse jusqu’\u00e0 100 m\/s) et pouvant atteindre des distances de propagation inhabituelles. L’\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e par ces \u00e9v\u00e9nements ainsi que leur volume les rendent catastrophiques. ll est impossible de faire des mesures de protection active (filets, d\u00e9viation de trajectoire, digues, etc.). Seules des mesures passives, comme des cartes de danger ou des plans d’\u00e9vacuation des terres peuvent \u00eatre mises en \u00e6uvre. <\/p>\n

Une fois une zone instable identifi\u00e9e, un syst\u00e8me de surveillance peut \u00eatre instaur\u00e9 afin de suivre l’\u00e9volution de I’instabilit\u00e9 et d’\u00e9vacuer les personnes expos\u00e9e en cas de n\u00e9cessit\u00e9. Heureusement, ces grands \u00e9v\u00e9nements sont rares. En raison de cette raret\u00e9, elles sont peu obseru\u00e9es dans la nature et donc leur m\u00e9canisme de rupture, leur propagation et leur d\u00e9p\u00f4t sont encore mal compris. Pour pallier ce manque d’informations, des exp\u00e9riences en laboratoire et le d\u00e9veloppement de mod\u00e8les num\u00e9riques sont n\u00e9cessaires pour comprendre la propagation de ces masses.<\/p>\n

Ce projet de th\u00e8se vise \u00e0 mieux comprendre les m\u00e9canismes de propagation de ces ph\u00e9nom\u00e8nes. Une premi\u00e8re partie de cette \u00e9tude a \u00e9t\u00e9 de d\u00e9velopper une installation pour \u00e9tudier la propagation d’une masse granulaire en laboratoire. L’installation se pr\u00e9sente sous la forme d’un plan inclin\u00e9 dont on peut varier l’inclinaison. Le d\u00e9p\u00f4t est num\u00e9ris\u00e9 \u00e0 l’aide d’un num\u00e9riseur 3D (Konica Minolta 9i vive micro-LiDAR). Le r\u00e9sultat de cette analyse est un nuage de points de haute pr\u00e9cision. Ces nuages de points ont permis par la suite de conna\u00eetre le centre de masse et la hauteur de chaque d\u00e9p\u00f4t, comparer les d\u00e9p\u00f4ts de plusieurs exp\u00e9riences ou d’avoir un mod\u00e8le num\u00e9rique d’\u00e9l\u00e9vation (DEM) pour \u00e9tudier les structures dans le d\u00e9p\u00f4t.<\/p>\n

De par leur raret\u00e9, les m\u00e9canismes influant la propagation des avalanches rocheuses sont encore peu connues. Les seules d\u00e9ductions que nous faire apprendre se font en observant les d\u00e9p\u00f4ts existants et essayer de reconstruire une dynamique de propagation. La deuxi\u00e8me partie de ce travail est une \u00e9tude d\u00e9taill\u00e9e des structures observ\u00e9es dans les d\u00e9p\u00f4ts obtenus en laboratoire. En effet, les structures parall\u00e8les et perpendiculaires \u00e0 la direction d’\u00e9coulement sont visibles. lls permettent de sp\u00e9culersur la propagation de la masse. L’\u00e9tude de ces structures se base sur des photographies, de films et de nuages de points. Gr\u00e2ce \u00e0 l’utilisation de filtres sur Matlab, il est possible de d\u00e9tecter et m\u00eame de souligner ces structures et leur distribution sur la surface du d\u00e9p\u00f4t. Le fait que ces structures dans les d\u00e9p\u00f4ts ont \u00e9t\u00e9 observ\u00e9es et \u00e9tudi\u00e9es en d\u00e9tail dans plusieurs cas r\u00e9els nous a permis de valider les hypoth\u00e8ses sur la dynamique de propagation.<\/p>\n

Bien qu’il existe d\u00e9j\u00e0 de nombreux programmes num\u00e9riques permettant de simuler la propagation, ils n’ont pas donn\u00e9 des r\u00e9sultats probants \u00e0 notre probl\u00e9matique. Pour mod\u00e9liser la propagation de masse granulaire en laboratoire, un outil a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 sur Matlab. La derni\u00e8re partie de ce travail propose un mod\u00e8le r\u00e9solvant les \u00e9quations de Saint-Venant, fond\u00e9es sur l’hypoth\u00e8se de faible \u00e9paisseur. Le code informatique traite la masse en mouvement comme un fluide \u00e9quivalent r\u00e9gie par une loi rh\u00e9ologique simple. Le code permet de modifier des param\u00e8tres tels que l’inclinaison de la pente, les angles de frottement interne et de la base, la hauteur de chute de la masse, le volume ou la densit\u00e9 du mat\u00e9riau. Le mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 valid\u00e9 par les exp\u00e9riences de laboratoire.<\/p>\n

Ce projet de th\u00e8se propose une analyse compl\u00e8te de la mobilit\u00e9 des avalanches rocheuses. En effet, sur la base d’observations en laboratoire coupl\u00e9es avec des \u00e9tudes de terrain existantes, des clarifications importantes ont \u00e9t\u00e9 avanc\u00e9es sur la dynamique de ces ph\u00e9nom\u00e8nes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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