{"id":6719,"date":"2021-06-17T11:15:07","date_gmt":"2021-06-17T09:15:07","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=6719"},"modified":"2021-06-18T10:31:01","modified_gmt":"2021-06-18T08:31:01","slug":"a-novel-approach-for-quantifying-rockfall-and-rock-mass-failure-point-cloud-analysis-of-pluri-decennial-rockfall-activity-and-characterization-of-thermally-induced-rock-deformation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2021\/06\/a-novel-approach-for-quantifying-rockfall-and-rock-mass-failure-point-cloud-analysis-of-pluri-decennial-rockfall-activity-and-characterization-of-thermally-induced-rock-deformation\/","title":{"rendered":"A Novel Approach for Quantifying Rockfall and Rock Mass Failure : Point Cloud Analysis of Pluri-Decennial Rockfall Activity and Characterization of Thermally Induced Rock Deformation"},"content":{"rendered":"\n

Th\u00e8se soutenue par Antoine Gu\u00e9rin, le 24 juin 2021, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n\n\n\n

L\u2019\u00e9volution naturelle des versants rocheux engendre des chutes de blocs et des \u00e9boulements qui menacent directement les communaut\u00e9s montagnardes et leurs r\u00e9seaux de transports. Pour \u00e9valuer le risque repr\u00e9sent\u00e9 par ces ph\u00e9nom\u00e8nes, il est n\u00e9cessaire de conna\u00eetre leur fr\u00e9quence.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Bien que des inventaires historiques existent, la fr\u00e9quence des chutes de blocs n\u2019est pas aussi bien connue que celle des s\u00e9ismes ou des inondations, pour lesquels les sp\u00e9cialistes d\u00e9finissent couramment, par exemple, une crue d\u00e9cennale. Cela est d\u00fb au fait que de nombreux \u00e9v\u00e8nements ne sont pas observ\u00e9s et que les \u00e9boulements ne sont pas r\u00e9pertori\u00e9s aussi syst\u00e9matiquement que les autres risques naturels. L\u2019analyse des inventaires historiques r\u00e9v\u00e8le que de nombreux \u00e9v\u00e8nements se produisent en \u00e9t\u00e9, lors de p\u00e9riodes ensoleill\u00e9s et aux heures les plus chaudes de la journ\u00e9e. Ainsi, au m\u00eame titre que les pr\u00e9cipitations ou les cycles gel-d\u00e9gel, on peut penser que les effets thermiques (temp\u00e9rature\/ensoleillement) sont impliqu\u00e9s dans le d\u00e9clenchement des \u00e9boulements.<\/p>\n\n\n\n

Afin de surmonter les limites associ\u00e9es aux inventaires historiques et \u00e9tudier l\u2019impact des effets thermiques sur le comportement de la roche, une approche innovante combinant diff\u00e9rentes techniques de mesures instrumentales et in-situ a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e au cours de ce travail de doctorat. Son objectif principal est de quantifier l\u2019activit\u00e9 pluri-d\u00e9cennale des \u00e9boulements et de caract\u00e9riser la d\u00e9formation rocheuse induite par les effets thermiques. Pour l\u2019atteindre, plusieurs parois granitiques ont \u00e9t\u00e9 investigu\u00e9es dans le massif du Mont-Blanc (France) et dans la vall\u00e9e du Yosemite (U.S.A.) \u00e0 l\u2019aide du scanner laser terrestre, de la photogramm\u00e9trie et de l\u2019imagerie thermique infrarouge.<\/p>\n\n\n\n

La premi\u00e8re partie de cette \u00e9tude pr\u00e9sente un inventaire unique de plus de 500 chutes de blocs d\u00e9tect\u00e9es entre 1976 et 2017. Les 11 ann\u00e9es de surveillance r\u00e9alis\u00e9es dans le massif du Mont-Blanc ont permis de caract\u00e9riser tr\u00e8s pr\u00e9cis\u00e9ment l\u2019activit\u00e9 \u00e9rosive d\u2019une paroi rocheuse affect\u00e9e par un \u00e9boulement majeur de pr\u00e8s de 300\u2019000 m\u00b3 en juin 2005.<\/p>\n\n\n\n

La reconstruction 3-D d’anciennes topographies \u00e0 l’aide d’images d’archive a permis de \u00ab remonter dans le temps \u00bb et de quantifier 40 ann\u00e9es d’activit\u00e9 de chutes de blocs dans deux falaises de la vall\u00e9e du Yosemite. Cette recherche nous a donn\u00e9 la possibilit\u00e9 de relier plus pr\u00e9cis\u00e9ment les activit\u00e9s pass\u00e9es et r\u00e9centes des chutes de blocs, de d\u00e9tecter les cicatrices d’\u00e9boulements encore actives et de d\u00e9terminer les zones de faiblesse des falaises \u00e9tudi\u00e9es. Un syst\u00e8me d’\u00e9rosion impliquant des volumes de plus en plus importants et une progression de l\u2019instabilit\u00e9 vers le haut a notamment \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9 \u00e0 deux reprises. Ces r\u00e9sultats fournissent de nouvelles connaissances sur les fr\u00e9quences de chutes de blocs et les taux d\u2019\u00e9rosion qui fa\u00e7onnent les parois rocheuses granitiques de moyenne et haute altitudes.<\/p>\n\n\n\n

La deuxi\u00e8me partie de cette th\u00e8se est consacr\u00e9e \u00e0 la caract\u00e9risation thermique des \u00e9cailles rocheuses partiellement d\u00e9tach\u00e9es. Int\u00e9gralement r\u00e9alis\u00e9 au Yosemite, ce travail a permis d\u2019imager 24 heures de dilatation rocheuse induite par les effets thermiques. Ainsi, pour la premi\u00e8re fois, des images 3-D de d\u00e9formations millim\u00e9triques ont pu \u00eatre compar\u00e9es aux images 2-D des temp\u00e9ratures de surface du rocher. Nos analyses montrent que la portion de l\u2019\u00e9caille qui se d\u00e9forme le plus correspond non seulement avec la zone o\u00f9 l’ouverture de la fracture est la plus grande, mais \u00e9galement avec celle o\u00f9 les variations de temp\u00e9rature du rocher sont les plus importantes. De plus, les images thermiques r\u00e9v\u00e8lent que les \u00e9cailles partiellement d\u00e9tach\u00e9es pr\u00e9sentent des temp\u00e9ratures nocturnes plus froides que la roche environnante non fractur\u00e9e. Cette d\u00e9couverte in\u00e9dite, ind\u00e9pendante de la dimension des \u00e9cailles, apporte une nouvelle m\u00e9thode de d\u00e9tection \u00e0 distance des compartiments partiellement d\u00e9tach\u00e9es, et donc, potentiellement instables.<\/p>\n\n\n\n

La recherche men\u00e9e dans le cadre de cette th\u00e8se de doctorat d\u00e9montre que la reconstruction topographique, d\u00e9riv\u00e9e de l’imagerie d’archives, permet de r\u00e9\u00e9valuer le volume des grands \u00e9boulements survenus au XXe<\/sup> si\u00e8cle. Combin\u00e9e \u00e0 une surveillance actuelle, cette approche permet de corriger et de compl\u00e9ter les inventaires historiques, et de d\u00e9terminer des fr\u00e9quences de chutes de blocs plus repr\u00e9sentatives. La d\u00e9tection \u00e0 distance des \u00e9cailles rocheuses partiellement d\u00e9tach\u00e9es par imagerie thermique repr\u00e9sente une avanc\u00e9e significative; elle ouvre de nouvelles perspectives pour am\u00e9liorer les analyses de susceptibilit\u00e9 aux \u00e9boulements et les \u00e9tudes de risque dans les territoires montagneux.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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