{"id":8458,"date":"2022-07-22T10:04:11","date_gmt":"2022-07-22T08:04:11","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=8458"},"modified":"2022-08-25T10:17:34","modified_gmt":"2022-08-25T08:17:34","slug":"lntegrated-approach-to-evaluate-rock-mass-stability-by-means-of-remote-sensing-techniques-and-conventional-geostructural-and-geomechanical-surveys","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2022\/07\/lntegrated-approach-to-evaluate-rock-mass-stability-by-means-of-remote-sensing-techniques-and-conventional-geostructural-and-geomechanical-surveys\/","title":{"rendered":"lntegrated approach to evaluate rock mass stability by means of remote sensing techniques and conventional geostructural and geomechanical\u00a0surveys"},"content":{"rendered":"\n

Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 3 ao\u00fbt 2022 par <\/em>Lidia Loiotine, rattach\u00e9 \u00e0 l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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

Les ph\u00e9nom\u00e8nes d’instabilit\u00e9 des masses rocheuses constituent un risque important pour la soci\u00e9t\u00e9 et peuvent causer des dommages importants aux infrastructures anthropiques ou au patrimoine naturel, culturel ou historique des sites prot\u00e9g\u00e9s. Bien que les glissements de terrain soient typiques des environnements montagneux, des ph\u00e9nom\u00e8nes mineurs peuvent affecter les falaises c\u00f4ti\u00e8res, \u00e9galement en raison du changement climatique. Ces \u00e9pisodes repr\u00e9sentent un risque non n\u00e9gligeable, notamment dans les lieux urbains ou touristiques. L’\u00e9valuation de la stabilit\u00e9 des versants rocheux, visant \u00e0 d\u00e9finir le danger de glissement de terrain et, par cons\u00e9quent, \u00e0 celui du risque, n\u00e9cessite un haut niveau de connaissance sur le comportement des mat\u00e9riaux et des processus capables de d\u00e9clencher des ph\u00e9nom\u00e8nes d’instabilit\u00e9. En raison de la complexit\u00e9 de tels syst\u00e8mes, il existe un degr\u00e9 d’incertitude important dans la mod\u00e9lisation des masses rocheuses, en particulier lorsque des syst\u00e8mes de fractures sont pr\u00e9sents qui d\u00e9clenchent et guident leur comportement m\u00e9canique. <\/p>\n\n\n\n

Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les g\u00e9osciences ont utilis\u00e9 des outils comme des drones, des laser scanners et des cam\u00e9ras thermiques pour soutenir la compr\u00e9hension de ces syst\u00e8mes complexes. Malgr\u00e9 cela, \u00e0 l’heure actuelle, une proc\u00e9dure standard pour la caract\u00e9risation des masses rocheuses qui combine \u00e0 la fois les lev\u00e9s traditionnels sur site et les techniques de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection n’a pas encore \u00e9t\u00e9 formul\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Cette th\u00e8se de doctorat se place dans ce contexte, qui a pour objectif principal l’\u00e9tude de l’applicabilit\u00e9 des techniques \u00e9voqu\u00e9es pour la caract\u00e9risation des masses rocheuses dans des environnements complexes, \u00ab\u00a0perturb\u00e9s\u00a0\u00bb par la pr\u00e9sence de v\u00e9g\u00e9tation, le passage de touristes et avec des g\u00e9om\u00e9tries produites par les processus karstiques et atmosph\u00e9riques. Le but ultime est de d\u00e9velopper une proc\u00e9dure standard pour le d\u00e9veloppement de mod\u00e8les g\u00e9om\u00e9caniques tridimensionnels, qui r\u00e9sument toutes les informations sur la morphologie, la g\u00e9ologie et les processus en action n\u00e9cessaires pour \u00e9valuer quantitativement la stabilit\u00e9 ou la propension \u00e0 l’instabilit\u00e9 des masses rocheuses.<\/p>\n\n\n\n

La premi\u00e8re partie de cette th\u00e8se<\/strong> est informative et elle fournit une description des techniques et m\u00e9thodes abord\u00e9es dans la th\u00e8se, ainsi qu’une illustration de la d\u00e9marche de recherche.<\/p>\n\n\n\n

La deuxi\u00e8me partie du manuscrit<\/strong> concerne les tests, la validation et l’optimisation de diff\u00e9rentes techniques de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection pour la caract\u00e9risation des masses rocheuses et pr\u00e9sente un outil num\u00e9rique innovant pour l’analyse bidimensionnelle des syst\u00e8mes de fractures.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 cette fin, une cas d’\u00e9tude a \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9e dans un environnement c\u00f4tier affect\u00e9 par une morphologie complexe, comme des processus karstiques, atmosph\u00e9riques, la pr\u00e9sence d’une v\u00e9g\u00e9tation m\u00e9diterran\u00e9enne et des activit\u00e9s anthropiques.<\/p>\n\n\n\n

Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, une comparaison quantitative des techniques de Terrestrial Laser Scanning (TLS), de photogramm\u00e9trie depuis le sol et \u00e0 travers des syst\u00e8mes de v\u00e9hicules a\u00e9riens sans pilote (UAV, c’est-\u00e0-dire des drones) est rapport\u00e9e pour la caract\u00e9risation des masses rocheuses dans des environnements complexes \u00e0 partir des nuages \u200b\u200bde points acquis. Une attention particuli\u00e8re a \u00e9t\u00e9 port\u00e9e \u00e0 l’\u00e9tude de la pr\u00e9cision de ces m\u00e9thodes pour l’extraction et la caract\u00e9risation des fractures et pour le suivi des pentes.<\/p>\n\n\n\n

En outre, l’applicabilit\u00e9 de la thermographie infrarouge (IRT), assist\u00e9e par des drones, a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9e pour la caract\u00e9risation des masses rocheuses et, plus pr\u00e9cis\u00e9ment, visant \u00e0 identifier les fractures et les cavit\u00e9s. La surveillance de 24 heures et l’analyse et l’interpr\u00e9tation subs\u00e9quentes des donn\u00e9es ont permis d’obtenir des corr\u00e9lations entre la r\u00e9ponse thermique de la paroi rocheuse \u00e9tudi\u00e9e et certaines propri\u00e9t\u00e9s de la masse rocheuse. Cette section offre de nouvelles perspectives sur une technique encore en d\u00e9veloppement et propose une m\u00e9thodologie innovante pour acqu\u00e9rir des informations utiles (quoique avec certaines limites) m\u00eame si les conditions sur site ne sont pas favorables, avec la possibilit\u00e9 d’utiliser des techniques IRT dans des zones inaccessibles.<\/p>\n\n\n\n

La derni\u00e8re section de cette partie de la th\u00e8se est consacr\u00e9e \u00e0 l’analyse 2-D des traces d’orthophotofractures (vues de dessus) g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection. Bien que plusieurs m\u00e9thodes soient disponibles pour la caract\u00e9risation 3-D \u00e0 partir de nuages \u200b\u200bde points, les analyses 2-D, propos\u00e9es dans la litt\u00e9rature il y a quelques d\u00e9cennies, sont obsol\u00e8tes et chronophages. Par cons\u00e9quent, dans le cadre de cette th\u00e8se, les m\u00e9thodes propos\u00e9es dans la litt\u00e9rature ont \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9es \u00e0 un environnement num\u00e9rique (en MATLAB) pour identifier de mani\u00e8re semi-automatique les fractures et les caract\u00e9riser d’un point de vue quantitatif, plus rapidement et plus efficacement. Cette proc\u00e9dure a d’abord \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9e \u00e0 des donn\u00e9es g\u00e9n\u00e9r\u00e9es artificiellement, puis appliqu\u00e9e \u00e0 l’\u00e9tude de cas et valid\u00e9e \u00e0 travers les analyses r\u00e9alis\u00e9es in situ<\/em> de mani\u00e8re conventionnelle.<\/p>\n\n\n\n

Dans la troisi\u00e8me partie de ce manuscrit,<\/strong> l’objectif principal de la recherche est atteint. En d\u00e9tail, une proc\u00e9dure d’\u00e9valuation de la stabilit\u00e9 des masses rocheuses grace \u00e0 l’int\u00e9gration de techniques de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection et d’enqu\u00eates sur le terrain, d\u00e9velopp\u00e9e dans le cas d’\u00e9tude, est rapport\u00e9e. Toutes les donn\u00e9es pr\u00e9c\u00e9demment obtenues \u00e0 partir d’enqu\u00eates sur le terrain, de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection et d’essais en laboratoire ont \u00e9t\u00e9 combin\u00e9es pour g\u00e9n\u00e9rer un mod\u00e8le g\u00e9om\u00e9canique 3D sophistiqu\u00e9 avec des programmes sp\u00e9cifiques. La stabilit\u00e9 du cas d’\u00e9tude a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9e \u00e0 la fois dans les conditions actuelles et dans diff\u00e9rents sc\u00e9narios hypoth\u00e9tiques sur la base d’observations de terrain, tels que, par exemple, l’\u00e9rosion marine et le d\u00e9veloppement de grandes fractures. Une attention particuli\u00e8re a \u00e9t\u00e9 port\u00e9e aux r\u00e9sultats de ces simulations en supposant \u00e0 la fois un mod\u00e8le de roche \u00ab\u00a0intacte\u00a0\u00bb et un mod\u00e8le fractur\u00e9. Cette \u00e9tude a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e pour observer l’effet de la mise en place de fractures, g\u00e9n\u00e9r\u00e9es statistiquement \u00e0 partir des r\u00e9sultats rapport\u00e9s dans la deuxi\u00e8me partie de la th\u00e8se, sur le comportement de la falaise mod\u00e9lis\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Cependant, compte tenu de la complexit\u00e9 du cas d’\u00e9tude, d’autres recherches, sugg\u00e9r\u00e9es comme perspectives futures, peuvent \u00eatre appropri\u00e9es. Cette derni\u00e8re partie de la th\u00e8se int\u00e8gre toutes les investigations men\u00e9es sur la zone d’\u00e9tude et illustre comment diff\u00e9rentes donn\u00e9es peuvent \u00eatre combin\u00e9es pour obtenir des analyses de stabilit\u00e9 fiables et avanc\u00e9es, soulignant l’importance des donn\u00e9es d’entr\u00e9e et les difficult\u00e9s de production et d’interpr\u00e9tation des r\u00e9sultats.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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