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Expertise relative aux risques d'éboulement du versant des ruines de Séchilienne
Rapport du collège d'experts
Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement
Décembre 2000

 

Les déformations actuelles affectant le versant

  1. Les déplacements des repères géodésiques

Pour analyser de manière homogène les déformations du versant, nous avons retenu les déplacements qui ont été mesurés au cours de l'année 1999. La représentativité de cette année sera discutée ultérieurement ; on se limite à noter ici que les déplacements mesurés au cours de l'année 1999 sont cohérents avec ceux mesurés les années précédentes avec toutefois une légère accélération qui peut être mise en relation avec des conditions hydroclimatiques nettement plus défavorables que les années précédentes.

Sur la figure 3 ont été reportées, pour chaque repère suivi par géodésie classique, l'intensité du vecteur déplacement entre décembre 1998 (mission 10) et décembre 1999 (mission 11) et pour les repères suivis seulement par distancemètre automatique (803, 804, 805, 806, 807, 808) indiqués ci-dessous en italique, la variation de la distance mesurée entre le 1 janvier et le 31 décembre 1999.

Pour l'intensité des déplacements, nous avons distingué six classes :

1. Les points géodésiques dont le déplacement est supérieur à 40 cm : 517, 631, 632, 635, 804.
2. Les points géodésiques dont le déplacement est compris entre 20 cm et 40 cm : 1010, 805.
3. Les points géodésiques dont le déplacement est compris entre 10 cm et 20 cm : 806.
4. Les points géodésiques dont le déplacement est compris entre 5 cm et 10 cm : 501, 502, 503, 504, 510, 511, 518, 1001, 1002, 1004.
5. Les points géodésiques dont le déplacement est compris entre 2,5 cm et 5 cm : 505, 506, 507, 508, 509, 512, 513, 514, 607, 613, 622, 625, 626, 708, 710, 803, 902, 1000, 1003, 1009.
6. Les points géodésiques dont le déplacement est inférieur à 2,5 cm : 500, 515, 516, 605, 606, 611, 612, 615, 621, 622, 623, 624, 701, 702, 703, 704, 709, 716, 717, 800, 807,808, 900, 901, 903, 904, 1005, 1006, 1007, 1008.

La figure 4 donne la distribution de l'orientation de la composante horizontale du vecteur déplacement des repères géodésiques dont le déplacement a été supérieur à 2,5 cm au cours de l'année 1999. Cette direction est remarquablement homogène pour la très grande majorité de ces repères géodésiques et est comprise entre N 135°E et N165° E. Cette direction n'est pas parallèle à la direction de plus grande pente du versant mais sensiblement orthogonale aux fractures associées à l'affaissement du Mont Sec. Font exception à cette direction les déplacements des repères 510, 511, 512, 1003, localisés dans la zone d'affaissement du Mont Sec au-dessus du Couloir des Ruines. La direction horizontale du vecteur déplacement de ces repères est sensiblement orientée N S.

Le plongement du vecteur déplacement des repères, dont le déplacement est significatif (>2,5 cm en 1999), est généralement inférieur à la pente du versant (fig.5). Toutefois, certains repères affectés de déplacements importants (631, 632, 635), montrent sur une période de cinq ans une inclinaison peu différente de la pente moyenne du versant.

Plan avec les repères géodésiques et leur classement en fonction des déplacements annuels mesurés au cours de l'année 1999.
(cliquer sur l'image pour voir le plan)
 
 


2. Les mesures extensométriques

Les mesures extensométriques qui permettent de suivre l'ouverture des principales fractures du versant fournissent un complément d'information très utile. De manière générale on observe un accord satisfaisant entre les données des mesures extensométriques et celles des mesures géodésiques.

Si on se réfère à une période de un an entre le 1er avril 1999 et le 31 mars 2000, les mouvements les plus importants ont été observés sur les capteurs A13 (38,4 cm), A16 ( 68,7 cm), C1 (48,8 cm), C2 (61,4 cm), E3 (15,8 cm), F1 (67,5 cm). Les mesures faites sur les capteurs mis en place en 1985 donnent des déplacements de 1 m à plus de 6 m et celles faites sur les capteurs mis en place en 1992, 1994 et 1996, des déplacements de 1,5 m à plus de 3 m (les extensomètres n'étant le plus souvent pas perpendiculaires aux parois des fractures, l'ouverture de celles-ci est inférieure à ces mesures).

Les autres capteurs enregistrent des mouvements annuels de deux ordres de grandeur plus faibles.


3. Les mesures dans les galeries

Dans la galerie de mine de la cote 595, les mesures sont données par rapport à un point situé en fond de galerie à une distance de 235,9 m de l'entrée. Entre le 22 novembre 1994 et le 24 juin 1999, les variations de nivellement des 25 points de mesure sont inférieures à 4 mm et ne sont pas significatives. Pendant la même période de quatre ans et demi, le déplacement relatif des différents points de mesure par rapport au point de repère en fond de galerie varie sensiblement linéairement en fonction de la distance ; l'extension entre le fond et la tête de la galerie est d'environ 18 mm, soit une déformation inférieure à 8.10-6. Le point géodésique 800 implanté à proximité de la tête de la galerie a eu au cours de l'année 1999 un déplacement total de 16 mm.

Dans la galerie de mine de la cote 875, les déplacements relatifs de sept points par rapport à un point de repère situé en fond de galerie à 52,9 m ont été mesurés. Entre le 17 septembre 1998 et le 9 février 2000, les seuls points qui ont des déplacements significatifs sont le point situé à la tête et celui situé à environ 10 m de l'entrée. Ces déplacements sont compris entre 5 et 6 mm. Il convient de noter que les points géodésiques implantés à proximité de la tête de la galerie : 502, 503, 504, ont eu respectivement au cours de la seule année 1999 un déplacement cumulé de 57 mm, 63 mm et 69 mm.

La galerie de reconnaissance de la cote 710 est suivie en nivellement et en extensométrie depuis le 14 mars 1996. Les mouvements sont repérés par rapport à un point situé à 237 m de l'entrée de la galerie. L'analyse détaillée des mouvements montre des déplacements relatifs de compartiments du massif délimités par des discontinuités. Entre le 14 mars 1996 et le 22 avril 2000, le déplacement relatif entre la tête de la galerie et le repère en fond de galerie a été de 23 mm, soit une extension de l'ordre de 2,5.10-5/an. Entre le 20 juillet 1994 et le 26 novembre 1999, les repères géodésiques 623 et 624 situés à proximité de la tête de la galerie se sont respectivement déplacés de 12,6 cm et 14,1 cm, soit une vitesse moyenne annuelle de l'ordre de 2,5 cm/an ce qui correspond à quatre fois plus que le déplacement relatif moyen sur la longueur de la galerie.


4. L'analyse des déformations du versant

Des données de l'auscultation synthétisées ci-dessus, le Collège d'Experts a tiré les enseignements suivants :

• L'ensemble du versant est le siège de déformations gravitaires lentes dans une zone limitée au Nord par la limite septentrionale de l'affaissement du Mont Sec, à l'Est par le Couloir des Ruines. Ces déformations s'amortissent rapidement en pied de versant et progressivement vers l'Ouest. Elles sont très faibles en dessous de la cote 600 (cf. repères 1007, 902, 1006, 615, 900, 901, 716, 717) et à proximité des Rivoirands (cf. repères 903, 904, 906).
• Les déplacements des repères géodésiques ( à l'exception des repères 510, 511, 512, 1003) sont caractérisés, d'une part, par une direction persistante de la composante horizontale sensiblement orthogonale à une direction structurale majeure du massif N 50°-70°E, et d'autre part par un plongement inférieur à la pente du versant.
• Les mesures dans les galeries de la cote 710 et 595 montrent clairement que ces mouvements ne sont pas superficiels mais sont des mouvements profonds, puisque les déplacements relatifs de la tête et du fond de ces deux galeries sont faibles vis-à-vis des déplacements des têtes des galeries. Les données permettant d'analyser comment les déformations décroissent en profondeur font actuellement défaut.
• Bien que des discontinuités de déplacement apparaissent au franchissement de zones de fractures dans la galerie de reconnaissance, aucune surface de rupture potentielle n'a été mise en évidence.

L'ensemble de ces données est conforme à l'hypothèse d'un mouvement actuel de flexion profond imposé par une direction structurale liée à l'affaissement du Mont Sec qui découpe le massif en lanières. Ce mouvement s'amplifie à proximité de la zone de cisaillement du Couloir des Ruines. C'est cette hypothèse qui a fait l'objet d'une modélisation bidimensionnelle par le code de calcul UDEC ; cette modélisation a pour vertu principale d'illustrer qualitativement ce type de déformation liée à la décompression entraînée par la fonte des glaciers. On assisterait donc actuellement à la poursuite d'un processus très ancien qui peut, toutefois, connaître des phases d'accélération, voire de paroxysmes.

La différence d'orientation des déplacements dans la zone des repères 510, 511, 512, 1003, pourrait s'expliquer par l'existence d'une butée à l'est de ce secteur ou par l'asymétrie du tassement elliptique affectant le Mont Sec.

Les mesures mettent également en évidence, immédiatement à l'ouest du Couloir des Ruines, une zone très active en forte évolution (fig. 6a) dans laquelle des déplacements plurimétriques ont déjà été observés. Les mesures géodésiques, les mesures extensométriques, les levers morpho-structuraux réalisés récemment par le CETE de Lyon, diverses photographies obliques, permettent d'identifier cette zone avec une bonne précision. Elle englobe les repères géodésiques 517, 631, 632, 635, 804, 805, 806, 1010, dont les vitesses de déplacement annuelles sont supérieures à 10 cm/an, et les extrémités aval des extensomètres A13, A16, C1, C2, E3, F1. Cette zone a la forme d'une amande (fig. 6b) qu'on peut schématiser par un parallélépipède dont les côtés correspondent à des directions structurales majeures du massif N 20°E et N 120°-140°E. Cette zone a une aire un peu supérieure à 3 ha.

La morphologie du versant suggère une extension possible de cette zone vers le sud-est et vers le sud-ouest, mais dans ce secteur des données instrumentales font actuellement défaut.


5. Les relations entre les mouvements et les données hydroclimatiques

On dispose actuellement des données suivantes sur les précipitations :

- Avant 1993, les données de deux stations pluviométriques, une à St-Martin d'Hères dans la plaine grenobloise à 250 m d'altitude, l'autre à Varces à la même altitude que la précédente mais plus proche de Séchilienne. Sur la période de quatre ans pour laquelle on dispose de données pour les deux stations de St-Martin d'Hères et de Varces, les précipitations annuelles sont pratiquement égales à 3% près.

6a - Vue aérienne de la zone active
 
6b - Vue aérienne de la zone active délimitée par un contour bleu, et de ses extensions Est et Ouest délimitées par un contour vert.


- Depuis 1993, les données d'une station bien équipée au Mont Sec à une altitude de 1140 m, en plus des relevés précédemment cités.

La méthode de calcul de l'eau réellement infiltrée peut être sujette à caution, d'une part, parce que l'évapotranspiration est calculée et non mesurée et, d'autre part, parce qu'il est supposé que toute l'eau disponible s'infiltre, ce qui n'est pas forcément exact dans les secteurs en pente au voisinage du Mont Sec.

Entre 1993 et 1999, la hauteur moyenne d'eau infiltrée au Mont Sec a été, compte tenu de l'évapotranspiration calculée, de 1076 mm alors que la hauteur équivalente à Varces peut être évaluée à 500 mm. Il serait donc nécessaire d'établir des corrélations entre les précipitations des trois stations pour disposer d'une base statistique des précipitations permettant d'analyser l'évolution des mouvements du versant en fonction des conditions hydroclimatiques.

On peut noter qu'à St-Martin d'Hères, les précipitations annuelles ont été assez régulières de 1973 à 1993 et comprises en général entre 900 mm et 1200 mm. Deux années font exception : 1977 avec plus de 1300 mm et 1989 avec un peu plus de 500 mm.

En ce qui concerne le Mont Sec, la moyenne de 1993 à 1998 des hauteurs d'eau infiltrées, calculées sur la base des données des précipitations, des hauteurs de neige et des températures, est de 1080 mm, avec pour valeurs extrêmes, 797 mm en 1997 et 1325 mm en 1995. L'année 1999 apparaît comme assez exceptionnelle avec une hauteur d'eau infiltrée de 1593 mm.

Le mois de mars 1999 a été exceptionnel avec une hauteur d'eau infiltrée de 296 mm, soit une valeur mensuelle jamais atteinte précédemment. Par ailleurs, pour la dernière période hivernale, le cumul de novembre à avril a largement dépassé les valeurs correspondantes des années précédentes (910 mm pour l'hiver 1999-2000, 674 mm pour l'hiver 1998-1999 et 445 mm pour l'hiver 1997-1998). Ces données montrent que la période 1999-2000 a été particulièrement défavorable ; elles pourraient expliquer une certaine accélération des mouvements. Mais cette accélération reste modeste si on la compare à celle qui a pu être mesurée sur d'autres sites instables en période de crise. Par exemple à Sedrun en Suisse, les mouvements du sommet de la zone instable ont atteint presque 60 cm en 1989 et ont nettement diminué les années suivantes.

De ces analyses, on peut tirer les conclusions suivantes :

• on peut donc distinguer sommairement quatre zones (fig. 7) :

- La zone des Ruines de Séchilienne très active (A) ; cette zone définie par les observations actuelles pourrait se développer à l'Est et à l'Ouest (A').
- La zone qui correspond à l'affaissement du Mont Sec (B) ; elle a subi de fortes déformations au cours de l'histoire géologique, mais elle n'a actuellement qu'une activité modérée.
- La zone située entre les deux précédentes (C) où pourraient se produire des mouvements régressifs en cas d'éboulement de la zone active.
- Une zone de faible activité située entre, à l'Est, la zone active et son extension possible occidentale et, à l'Ouest, le hameau des Rivoirands.

• les légères accélérations des mouvements constatées au printemps 1999 et au cours de l'hiver 1999-2000 peuvent être expliquées par les conditions hydroclimatiques très défavorables de cette période. Elles ne permettent pas de présager un comportement catastrophique du versant.


7 - Zonage du versant Sud du Mont Sec
(cliquer sur l'image pour voir le plan)


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