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  la géologie

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مسعود الوافي
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عدد المساهمات : 53
تاريخ الميلاد : 02/01/1954
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مُساهمةموضوع: la géologie    الجمعة فبراير 22, 2013 12:03 am


.la géologie qui étudie sciences de la terre
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مسعود الوافي
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مُساهمةموضوع: رد: la géologie    الخميس مارس 07, 2013 11:10 pm


Les glissements de terrain :
C’est quoi un mouvement de terrain ?
C’est un déplacement gravitaire de masse de terrain déstabilisé sous l’effet naturel ou anthropique.
Les différents types de mouvements de terrains

On distingue 04 familles principales :
- Les glissements.
- Les coulées.
- Le fluage.
- Les écroulements.
== 1) les glissements : ce sont des mouvements de masse le long d’une surface de rupture qui se développent dans des matériaux meubles en général argileux.
Les glissements se distinguent par la présence de deux phénomènes, l’escarpement en tète du talus et le bourrelet en pied du talus.
Les glissements de terrain se produisent généralement en situation de forte saturation des sols en eau. Ils peuvent mobiliser des volumes considérables de terrain, qui se déplacent le long d'une pente.

Les déférents types de glissements :
- Les glissements plans.
- Les glissements rotationnels (simples, ou complexes).
- Les glissements quelconques.

== 2) les écroulements :
Ce sont des chutes soudaines de masse rocheuses importantes les terrains donnant lieu à les écroulements sont exclusivement les roches massives.
Les facteurs déclenchant :
- Les apports d’eau, l’érosion.
- Les cycles de gel dégel.
- Les séismes.
== 3) le fluage :
C’est un mouvement lent il se produit sans modification des effets appliqués, il se produit au sein de formation de grande épaisseurs.
== 4) les coulées : On peut les définir comme étant analogue à celui d’un fluide visqueux.
Elles se souvent localisées dans des talwegs et se caractérisent par des formes allongées sur des pentes même faibles.

Les causes du phénomène :
Ils peuvent se produire sous forme de processus brutaux (chute de pierres et de blocs, éboulement et écroulement, glissement soudain, coulée boueuse, effondrement) ou lents et progressifs (fluage, glissement lent permanent).
Les processus à l'origine des mouvements de terrain sont très complexes et dépendent rarement d'une seule cause. La géologie, le relief et l'exposition sont des paramètres fondamentaux, plus ou moins constants sur de longues périodes; ils déterminent la prédisposition générale du terrain aux phénomènes d'instabilité.
 Le processus qui mène à une telle instabilité commence en fait dès la formation de la roche, c'est à dire lorsque les propriétés chimiques et physiques de celle-ci sont bien établies. Ces propriétés déterminent notamment son comportement face à l'altération et à l'érosion.
 La saturation des terrains en eau (présences de sources, fortes précipitations, fonte des neiges brutales) joue aussi un rôle moteur dans le déclenchement de ces phénomènes.
 une diminution des résistances du sol ; le cas le plus fréquent est la diminution de l'angle de frottement interne des argiles sous l'effet de l'eau. Dans quelques rares cas, cette dernière est vaporisée (du fait des énergies libérées par les très grandes masses en jeu), son effet est alors multiplié.
 une augmentation des charges en amont, comme la construction d'un ouvrage,
 une diminution des appuis en pied de pente, comme un terrassement mal pensé et trop raide, ou à une échelle différente le retrait d'un glacier,
 de l'érosion par une rivière au pied du versant, soit, mais plus rarement, suite à un tremblement de terre.
 En général, l'eau joue un rôle déterminant pour les mouvements de terrain, elle produit des pressions hydrostatiques dans les pores (pressions interstitielles), les fissures et les failles, de même que des forces de percolation.
 A l'état de glace, elle a en plus la capacité d'induire des mécanismes de rupture notables. Par ailleurs, elle peut provoquer le gonflement des minéraux argileux (pression de gonflement). La stabilité des pentes en équilibre critique peut être sensiblement réduite par ces divers effets. Le déclenchement d'un processus dangereux survient lorsque la valeur limite d'un des facteurs déterminants est atteinte ou dépassée. Les cycles de gel / dégel, les précipitations éventuelles, de forte intensité ou de longue durée - éventuellement combinées à la fonte des neiges -, conduisent souvent à des mouvements de terrain spontanés.
 Il n'est pas rare que les mouvements de terrain soient favorisés par des influences anthropiques. Ainsi, la surcharge d'une pente par des bâtiments et des remblais, les excavations sans dispositifs de protection dans un versant lors de travaux de construction, la surélévation du niveau de l'eau souterraine, le dynamitage, l'exploitation inappropriée de matières premières ou l'affectation inadéquate du sol peuvent accroître le danger de mouvements de terrain. Les effets anthropiques peuvent aussi contribuer à une déstabilisation à long terme du versant, en relation avec d'autres activités comme le déboisement, l'entretien insuffisant des forêts, le surpâturage, l'exploitation intensive et la dénudation du sol.
 un facteur déclenchant peut intervenir telle qu'une vibration de machine, une explosion ou un séisme (les séismes peuvent être des facteurs indirects, en réorganisant les écoulements d'eau souterrains).
Dans la majorité des cas, les glissements de terrain dépendent de deux causes principales : l'eau et la présence des fractions fines.
L'eau et les risques de glissements de terrain:
Les eaux souterraines et de surface jouent un rôle déstabilisant sur les sols et les massifs rocheux avec des manifestations qui peuvent être extrêmes comme les glissements de terrain ou les éboulements de roches.



Pour prévenir ces risques, la modélisation hydromécanique et hydrogéologique doit aller de pair avec des opérations de drainage des eaux et une surveillance.
Les nappes souterraines, et plus exactement leurs fluctuations liées aux conditions météorologiques ou parfois aux actions humaines, sont très souvent à l'origine de déclenchements des mouvements de versants: glissements, éboulements, coulées ou laves torrentielles.
Sur les pentes, l'action déstabilisatrice de l'eau infiltrée dans le sol est triple :
• Accroissement du poids volumique des sols par augmentation de la teneur en eau: cet effet est le plus souvent mineur;
• Changement de comportement rhéologique: le sol passe de l'état solide à l'état de fluide visqueux; certaines coulées de boue ou laves torrentielles sont ainsi engendrées par l'imbibition d'une masse de sol. On peut aussi évoquer, lors d'un séisme, la liquéfaction des sables sous nappe qui est à l'origine de nombreux glissements sur très faible pente. Par ailleurs, des circulations d'eau souterraine peuvent engendrer sur le long terme une altération progressive des terrains encaissants, avec dégradation de leurs caractéristiques mécaniques ;
• Action mécanique défavorable des pressions d'eau souterraine.
La lutte contre l'eau est une des actions les plus efficaces pour prévenir, stabiliser ou ralentir un glissement de terrain. La connaissance du mode d'alimentation de la nappe est indispensable pour intervenir efficacement.
Cela démontre toute l'importance de l'étude hydrogéologique pour la compréhension de l'évolution des glissements de terrain, mais aussi pour la maîtrise du risque correspondant.
Reposant sur les observations de terrain ou la pose de piézomètres, cette étude doit être menée sur une durée suffisante pour apprécier les fluctuations saisonnières ou annuelles des nappes.
L'introduction d'un modèle hydrogéologique dans l'étude de stabilité permet d'évaluer l'influence des eaux souterraines sur la stabilité et de tester l'efficacité d'un traitement par drainage. Il apparaît cependant que le couplage hydraulique/mécanique est parfois complexe. Pour de grands versants rocheux, la compréhension du rôle de l'eau dans la déformation et le mouvement est donc encore très imparfaite.
La présence des fractions fines:
Deux remarques relatives aux conditions du sol s'imposent. Les problèmes les plus critiques de stabilité des pentes se présentent d'ordinaire, en premier lieu, sur les sols à grains fins et particulièrement sur les argiles. Ceci résulte en partie de ce qu'il est difficile de les drainer et de ce que, sur ce genre de sol, les processus d'érosion par ruissellement et vagues amènent de nombreuses pentes au point de rupture.
Le second point concerne le comportement des sols à grain fin impliqués dans un déplacement des terres. En acquérant par moulage une autre forme, ils peuvent perdre une fraction notable de leur résistance. On désigne l'importance de cette perte sous le nom de sensibilité. Les hautes sensibilités correspondent aux grandes pertes de résistance. Il se peut, que les débris d'un glissement de terrain sur sols à haute sensibilité ne séjournent pas au pied de la pente, mais se dispersent et s'en éloignent. Il ressort de ce qui précède que les sols à grain fin sensibles au changement de forme exigent une attention spéciale sous le rapport de la stabilité des pentes.



Les effets du phénomène :

Du fait des fissures, des déformations et des déplacements en masse, les glissements peuvent entrainer des dégâts importants aux constructions. Dans certains cas, ils peuvent provoquer leur ruine complète (formation d'une niche d'arrachement d’ampleur pluviométrique, poussée des terres incompatible avec la résistance mécanique de leur structure).

L’expérience montre que les accidents de personnes dus aux glissements et coulées sont peu fréquents, mais possibles.
Identification de danger de glissement :
L'identification des dangers dus aux mouvements de terrain repose sur une documentation objective de diverses observations et mesures impliquant un danger donné. Il faut s'assurer de prendre en compte les différentes observations sur le site ainsi que les relevés inclinométriques en essayant de bien les interpréter.
1-Documents de base :
Cartes topographiques : La carte topographique est le document de base
Pour toute analyse de stabilité. Elle contient nombre d'informations pertinentes pour l'identification des dangers sous forme de symboles, de signes et d'autres éléments graphiques. Ainsi, par exemple, la morphologie des zones en glissement est souvent visible par le bombement des courbes de niveau; des symboles de blocs éboulés au pied d'une falaise peuvent laisser présager une production notable d'éboulis.
Le levé topographique se fait à l'échelle locale directement sur la zone concernée par le glissement, nous permet de bien tracer le profil en travers du site et de bien décrire les différentes couches des sols ainsi que leurs caractéristiques physico - mécaniques pris en compte pour l'évaluation de la stabilité du site.

Cartes géologiques : La carte géologique donne des renseignements utiles sur la lithologie, sur l'agencement structural (orientation et pendage des couches et des discontinuités) et sur la couverture quaternaire (moraine, éboulis ou glissement de terrain, par exemple).
Elle donne encore des indications sur les circulations d'eau souterraine en milieu poreux et fissuré. Sur la base de ces données cartographiques, on peut reconstituer la structure tridimensionnelle des unités géologiques et évaluer le contexte de formation de possibles mouvements de terrain.
Les différents phénomènes d'instabilité de pente, comme les glissements ou les éboulements généralisés sont représentés en général sur une carte géologique au 1:25000 par leur périmètre. Il n'est pas fait mention de l'intensité ou de la fréquence de ces divers phénomènes.
Ces informations permettent toutefois de localiser les zones sensibles aux mouvements de terrain, qui devront faire l'objet d'études plus poussées (voire chapitre V).
Documentation des événements :
La documentation des événements correspond à une liste d'événements observés. Cette documentation comprend des données descriptives sur les processus déterminants, les dommages constatés, la zone affectée, les facteurs déclenchant (en particulier les conditions météorologiques), de même que d'autres données concernant le déroulement de l'événement.
La description d'un événement peut être faite avec plus ou moins de détails selon son importance et selon les dommages causés. Dans chaque cas, la documentation des événements donne au moins une réponse à la question «Que s'est-il passé, quand, où et avec quelle ampleur?».
La documentation détaillée des événements doit en outre répondre aux questions: «Comment l'événement en cause s'est-il déroulé?» et «Pourquoi y a-t-il eu des dégâts?». Elle joue un grand rôle lors de phénomènes ayant des effets considérables et devrait être bien étayée.
Carte des phénomènes :
La carte des phénomènes et le texte qui l'accompagne recensent les signes et indicateurs observés sur le terrain et procède à leur interprétation objective. Elle représente les phénomènes liés à des processus dangereux et décrit les secteurs exposés indépendamment du degré de danger.
L'analyse de terrain contribue à l'établissement de la carte des phénomènes; elle est un complément important de la documentation de l'événement et sert à la reconnaissance et à l'estimation des types de danger possibles (configuration, mécanisme de déclenchement, genre d'effets). Le relevé de terrain s'appuie d'une part sur l'observation et l'interprétation des formes du terrain (p.ex. les endroits critiques), sur les propriétés structurales et géo- mécaniques des surfaces de discontinuité dans la zone de départ des processus d'éboulement, et d'autre part sur des informations relevés sur place , (p.ex. blocs éboulés) résultant des événements dangereux antérieurs et actuels.
Elle permet aussi de tirer au clair les causes, les probabilités d'occurrence et d'autres facteurs importants ou symptômes concomitants relatifs aux événements qui se sont produits.
Afin de cartographier les dangers de manière précise , il est essentiel de connaître à fond l'état passé et actuel du terrain et d'évaluer quelle peut être son évolution possible. Dans le cas des phénomènes de falaise (éboulement et écroulement), la simple représentation des dépôts récents observés au pied des parois rocheuses ne suffit pas.
L'évaluation des aléas (dangers potentiels) et des mécanismes de déclenchement possibles dans la zone de provenance est alors indispensable. Cette étude comprend la détermination de l'agencement structural des couches et des principales discontinuités, du degré d'altération de la falaise, ainsi que du volume probable des compartiments instables et de la taille des blocs. Ces caractéristiques peuvent être synthétisées dans une «carte des aléas».
Degrés de danger :

Les degrés de danger indiquent le niveau de mise en danger pour l'homme, les animaux et les biens de grande valeur. Ils ont été fixés de manière à établir une correspondance avec des comportements ou des prescriptions à adopter. Cinq degrés ont été prédéfinis: degré élevé, moyen, faible, résiduel, aucun*.
Les degrés de danger dépendent de l’intensité d'un événement et de la probabilité de son occurrence exprimée en temps de retour. Ils sont représentés dans une matrice Intensité vs. Probabilité à neuf cases (neufs "classes" de dangers).
*Aucun = aucun danger connu ou danger négligeable en l'état des connaissances actuelles.

Le niveau de danger est échelonné en cinq degrés:
• élevé = rouge = zone d’interdiction,
• moyen = bleu = zone de réglementation
• faible = jaune = zone de sensibilisation
• résiduel = hachuré jaune et blanc = zone sensible à un événement grave mais très rare ou à des zones protégées par des ouvrages durables (comme des digues).
• nul = blanc = aucun danger connu ou danger négligeable
Les degrés de danger sont estimés séparément pour chaque type de danger.

Vue aérienne du glissement de terrain de la Frasse (VD)

• Degrés de danger du glissement de terrain :


Matrice de détermination du danger glissement de terrain permant.
La majorité des glissements sont des processus continus et la notion de temps de retour n’est pertinente que pour évaluer une possible accélération du système. Le modèle de matrice intensité-probabilité est donc mal adapté pour caractériser le degré de danger des glissements permanents.
Le degré de danger est reporté dans une nouvelle matrice combinant la vitesse de déplacement et l'épaisseur de la masse en mouvement. Dans certains cas bien particuliers, le degré de danger peut être abaissé (ou relevé) lorsque un système instable satisfait (ou ne satisfait plus) certains critères complémentaires.
• 1' : bleu si la profondeur est supérieure à 10 m avec des mouvements réguliers.
• 2' : bleu s'il s'agit de petites surfaces et que des mesures d'assainissement sont possibles.
• 3' : jaune s'il s'agit de glissements historiques ou potentiels.
• 4' : critères complémentaires : forts mouvements différentiels, vitesse de déplacement supérieure à 0.1 m/j pour les glissements superficiels ou déplacement supérieur à 1 m par événement.
Pour les glissements de terrain spontanés, le calcul de l'intensité est basé sur l'épaisseur de la couche mobilisable.







La gestion du risque de mouvements de terrain :

La complexité géologique des terrains concernés rend parfois délicat le diagnostic du phénomène. La prévention des risques et la protection des populations nécessitent, au moins pour les sites les plus menaçants, des études et reconnaissances délicates et coûteuses

La prévention

La maîtrise de l'urbanisation s'exprime au travers des plans de prévention des risques naturels, prescrits et élaborés par l'État. Dans les zones exposées au risque de mouvements de terrain, le PPR peut prescrire ou recommander des dispositions constructives, telles que l'adaptation des projets et de leurs fondations au contexte géologique local, des dispositions d'urbanisme, telles que la maîtrise des rejets d'eaux pluviales et usées, ou des dispositions concernant l'usage du sol.


La construction adaptée : la diversité des phénomènes de mouvements de terrains implique que des mesures très spécifiques soient mises en oeuvre à titre individuel. Certaines de ces mesures sont du ressort du bon respect des règles de l'art, d'autres, au contraire, nécessitent des investigations lourdes et onéreuses. La protection contre le retrait-gonflement des argiles nécessite des mesures relativement simples d'adaptation du bâtiment au contexte local. Généralement, le fait de descendre les fondations au-delà de la zone sensible à la dessiccation du sol suffit (vers 1,5 m). Le renforcement de la structure du bâtiment limite également le risque de fissuration des murs. Il est possible d'agir sur l'évaporation de l'eau du sol en aménageant un trottoir bétonné en périphérie du bâtiment ou en supprimant la végétation à proximité des fondations. La construction en zone sensible aux effondrements de cavités souterraines pose des problèmes bien plus sérieux, car ils peuvent mettre en jeu la vie des occupants. La recherche de cavités éventuelles est un préalable à l'aménagement dans ces zones sensibles. Elles pourront être mises en évidence au moyen de techniques de géophysique (migrogravimétrie, sondages sismiques, etc.), mais surtout grâce aux sondages de reconnaissance. Dès lors qu'une cavité souterraine est identifiée au droit d'un projet, on peut opter pour une solution de remplissage ou de fondations profondes descendant au-delà de la
cavité [illustration ci-dessous]. Ces mesures, les seules permettant d'assurer la pérennité du projet, grèvent fortement le coût de la réalisation.

Lorsqu'une cavité souterraine est repérée sous un bâtiment existant ou projeté, on peut soit remplir la cavité, si elle est petite, soit implanter des fondations profondes si elle est trop grande.

L'information du citoyen : le droit à l'information générale sur les risques majeurs s'applique. Chaque citoyen doit prendre conscience de sa propre vulnérabilité face aux risques et pouvoir l'évaluer pour la minimiser. Pour cela il est primordial de se tenir informé sur la nature des risques qui nous menacent, ainsi que sur les consignes de comportement à adopter en cas d'événement.

La surveillance : lorsque les mouvements de terrain déclarés présentent un risque important pour la population, des mesures de surveillance sont souvent mises en oeuvre (inclinométrie, suivi topographique, etc.). Ces mesures permettent de contrôler l'évolution du phénomène et une éventuelle aggravation. Les ruptures, qui peuvent avoir des conséquences catastrophiques, sont en général précédées d'une période d'accélération des déplacements. Les spécialistes tentent de mettre en évidence ces accélérations, afin de pouvoir évacuer préventivement les populations.


L'inclinomètre est un appareil circulant dans un tube spécial qui traverse la surface de glissement. Ce dispositif permet de mesurer la vitesse et la profondeur du déplacement.

L'alerte : en cas d'événement majeur, la population est avertie au moyen du signal national d'alerte.
protection :

Il est souvent difficile d'arrêter un mouvement de terrain après son déclenchement. Toutefois, pour les phénomènes déclarés et peu actifs, il est possible de mettre en œuvre des solutions techniques afin de limiter le risque, à défaut de le supprimer.
Les actions de protection sont multiples et varient d'un phénomène à l'autre.

Les tassements et gonflements du sol :
- Reprise en sous- œuvre des bâtiments ;
- Lutte contre la dessiccation des sols.

Les glissements de terrain :
- Le drainage consiste à évacuer l'eau du sol ;
- Le soutènement permet de s'opposer au déplacement du terrain.

Les chutes de blocs :
- Mise en place d'ouvrages d'arrêt ;
- Purge et stabilisation des masses instables.

Les coulées boueuses :
- Drainage des sols ;
- Végétalisation des zones exposées au ravinement ;
- Correction torrentielle.

L'érosion littorale :
- Mise en place d'enrochements, d'épis, etc.

Les effondrements de cavités souterraines :
- Renforcement ou remplissage des cavités ;
- Fondations profondes.
Conclusion :
Les eaux souterraines peuvent avoir des répercussions majeures sur les études techniques et géotechniques. L'étude des eaux souterraines est essentielle pour les ingénieurs qui construisent des barrages, des tunnels, des aqueducs de transport d'eau, des mines et d'autres ouvrages. Il faut tenir compte de l'eau souterraine dans tous les cas où la stabilité des pentes est un facteur important, que la pente soit naturelle ou aménagée. L'eau souterraine doit également être prise en compte dans la conception de mesures de lutte contre les inondations. Dans toutes ces situations, l'écoulement de l'eau souterraine et la pression des fluides peuvent créer de sérieux problèmes géotechniques.
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