Expérimentation dune méthode dinstrumentation et de surveillance des glissements superfÏciels sur le site du centre de rééducation cardio-respiratoire de Gorbio à Menton (06) - Rappoit d‘avancement

Expérimentation d’une méthode d’instrumentation et de surveillance des glissements superficiels sur le site du centre de rééducation cardio-respiratoire de

Gorbio à Menton (06) - Rapport d’avancement

Étude réalisée dans le cadre des opérations de Recherche et Développement (Projet Modélisation Géomecanique MODD02-3)

S. Bernardie avec la collaboraiion de

R. Martin, E. Foerster, C. Mathon

Décembre 2002 BRGMRP-52056-FR

Expérimentation d'une méthode d'instrumentation et de surveillance des glissements supeficiels sur le site du centre de rééducation cardio-respiratoire de Gorbio à Menton (06) -

Rapport d'avancement

Mots clés : Instrumentation, Surveillance, Glissements de terrains superficiels

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Bernardie S., Martin R., Foerster E., Mathon C. (2002) - Expérimentation d'une méthode d'instrumentation et de surveillance des glissements superficiels sur le site du centre de rééducation cardio-respiratoire de Gorbio à Menton (06) - Rapport d'avancement. BRGM/RP-xxxx-FR, 33p., 6 fig., 6 ann.

0 BRGM, 2002, ce document ne peul être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM~

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Synthèse

Cette étude vise à répondre à un certain nombre d’objectifs du projet MODEM (MODélisation géomécanique Et Mouvemenfs de terrains), concernant la compréhension des mécanismes impliqués dans les glissements de terrains superficiels. Plus précisément, il s’agissait de : - -

développer une méthode de surveillance de ce type de glissements ; acquérir des informations utiles à la compréhension des phénomènes impliqués et à la validation des modèles théoriques et numériques existants.

Pour ce faire, nous avons mis en place une instrumentation sur le site du centre de rééducation cardio-respiratoire de Gorbio à Menton (06), comprenant deux déflectomètres, une sonde de pression interstitielle et un inclino-Humitub. Par ailleurs, le choix du site s’est fait essentiellement suivant deux critères, à savoir un glissement superficiel actif et un enjeu humain important. Nous avons choisi d’orienter notre surveillance principalement vers la mesure d’un déclencheur présumé du mouvement, en l’occurrence l’eau, ainsi que vers la mesure du mouvement lui-même. L’acquisition est en cours et se prolongera en 2003.

Les premiers résultats montrent déjà des évolutions sensibles se produisant durant les mêmes périodes, au niveau des mesures de pression interstitielle, d’inclinométrie à 0.9m de profondeur et des mesures déflectométriques en surface. Une analyse plus approfondie sur l’hiver 2002-2003 permettra de corréler plus précisément les différents enregistrements entre eux, puis de les corréler aux données pluviométriques de Météo France, Par ailleurs, il est prévu au cours de l’année 2003, de compléter cette installation par une station météorologique mesurant la pression atmosphérique, la température de l’air et la pluviométrie, ainsi que par deux inclinomètres et déflectomètres supplémentaires.

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Sommaire

1. Introduction ............................................................................................................ 9 2. Le site de Gorbio ................................................................................................... 11

3. Choix de l’instrumentation .................................................................................. 14

3.1. Le matériel ............................. ............................................... 14 3.2. Configuration du montage ................ ........ 15

Installation et protocole d’acquisition ................................................................ 16

4.1. Choix de l’emplacement des capteurs. ............................. 16 4.2. Protocole d’acquisition ..............................................................

5. Premiers résultats ................................................................................................. 18

Conclusion ..................................................................................................................... 20

ANNEXE 1 .................................................................................................................... 21

ANNEXE 2 ............................................................................... Erreur! Signet non défini.

4.

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Liste des annexes

Ann. 1 -Description de I'Humitub

Ann. 2 - Description des capteurs et Installation des équipements

Liste des illustrations

FIGURES

Fig. 1 : Exemple de glissement de terrain dans la commune de Me Fig. 2 : Vue générale du site de Gorbio à Menton ............................... Fig. 3 : Vue de la coulée de gauche (cf. photo précédente). La z

dans un talweg bien marqué. La seconde photo met en évidence la présence encore importante de matériaux en amont qui peuvent par érosion régressive produire le même type de phénomène. ..................................................................................... 13

Fig. 4 : Configuration du montage .................................................................................. 15 Fig. 5 : Plan de situation de l'instrumentation ................................................................ 16 Fig. 6 : Mesures effectuées entre le 6 juillet et le 5 décembre 2002. ........................ 18

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dégâts aux ouvrages et aux infrastructures: ils méritent donc d'être étudiés avec attention, au même titre que les glissements plus profonds. Compte tenu de la complexité des mécanismes mis en jeu dans leur déclenchement et de la difficulté à définir les moyens de mitigation et à prévoir leur occurrence (manque de données réelles), la question d'une instrumentation capable de prévenir de tels mouvements est fréquemment posée. II est par ailleurs généralement judicieux de coupler la métrologie, nécessaire à l'acquisition des informations réelles, et les modèles théoriques etiou numériques existants, afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu et également de permettre la vérification euou la validation des hypothèses.

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2. Le site de Gorbio

Notre choix de surveillance s’est porté sur le site du centre de rééducation cardio- respiratoire de Gorbio à Menton (06). En effet, à la suite des pluies exceptionnelles du 6 novembre 2000, deux glissements se sont déclenchés en amont du centre de rééducation. Ils SC sont propagés sous forme de coulées de boue, entraînant des pierres et des arbres, qui ont impacté le bâtiment en l’endommageant fortement. Un glissement s’est produit dans les mêmes conditions sur la route d’accès, devant le bâtiment. Un rapport de I’APAVE fait également état de problèmes d’instabilité pouvant affecter les fondations de l’aile est du bâtiment.

Le BRGM est intervenu le 25/06/01, en la présence de C. ROMANENS (Directrice de l’établissement) et de M. BIANCHI (services techniques des hôpitaux). Cette visite avait pour but d’examiner les cicatrices et le contexte des différents phénomènes d’instabilité ayant affecté le centre durant les épisodes pluvieux du mois de novembre 2000, a h de pouvoir analyser de manière objective les études déjà réalisées, en l’occurrence :

- -

l’avis de I’AF’AVE concernant la sécurisation de l’aile sud ;

les avis de M. A.J. VERNET, le premier concernant les deux coulées de boues en amont du bâtiment, le second répondant à l’avis émis par 1’ APAVE.

Le but de ces études était d’informer la commission consultative départementale de la sécurité et de l’accessibilité qui demandait notamment que l’ensemble des terrains situés dans les parties arrière et avant des bâtiments soient sécurisés dans les meilleurs délais, ainsi que la route d’accès.

Cette visite a permis d’identifier 3 secteurs dans lesquels la sécurité des personnes et des biens peut se trouver affectée : - - -

la route d’accès dont le remblai a glissé ; le versant amont du bâtiment qui est le siège de phénomènes de coulées de boues ;

la plate-forme bétonnée aménagée en contrebas des fondations et située au pied de l’aile sud-est (bâtiment concerné par l’avis d’APAVE), affectée par un glissement des terrains de couverture.

La partie sur laquelle nous avons installé le système d’auscultation est la partie amont (voir photos ci-après). A la suite des pluies du 6 novembre 2000, deux glissements ont eu lieu 30 à 40 mètres en amont du talus arrière sur une largeur de 10 à 20 mètres. II s’agit de glissement des matériaux d’altération superficiels du versant sur une épaisseur de 1 à 3 mètres. Lors du glissement principal derrière le cinéma, la canalisation d’alimentation en eau potable du centre de rééducation a été rompue.

Le rôle de l’eau comme déclencheur dans le contexte présent est un phénomène avéré. En effet, l’altération du grès crée un horizon à dominante sableuse possédant une forte cohésion lorsqu’il est sec. En revanche, sa perte de cohésion à saturation associée au poids des terrains provoquent des glissements qui prennent la forme de coulées BRGIWRP-52056-FR 11

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3. Choix de l’instrumentation

L’instrumentation que nous avons mise en place est développée spécifiquement pour répondre à la problématique de suivi du déclencheur hydrique dans les mouvements de terrain et du suivi du mouvement lui-même. Pour cela, elle a nécessité le conditionnement de capteurs adaptés au contexte et le développement d’une chaîne d’acquisition fiable et autonome.

Pour répondre au premier volet nous avons testé : - la sonde HUMITUB (voir fiche en annexe 1) développée par le BRGM en

collaboration avec la société MINAUS. Elle permet de mesurer in situ les variations de teneur en eau dans les sols en place selon un profil vertical. Sur le site de Gorbio, elle est associée à des cellules indinométriques de type Chno-Snake (capteur magnéto-résistif conditionné par la société MINAUS). Nous projetons ainsi de suivre sur un même profil, l’évolution des teneurs en eau et les déplacements de la frange d’altération superficielle sur son substratum rocheux (prés) ;

un capteur de déplacements linéaires de type convergencemètre M5 à dispositif fil invar, afin de suivre les mouvements superficiels du sol.

-

3.1. LE MATERIEL

Le matériel de cette instrumentation comporte :

La station et le matériel d’acquisition : - - - une armoire contenant une centrale d’acquisition OSIRIS d’origine IRIS

une station tubulaire sur embase préfabriquée en béton, avec ses accessoires ; deux panneaux solaires avec deux régulateurs et deux batteries de charge ;

Instruments ;

un multiplexeur de 16 voies de mesure -

Les capteurs : - une canne HUMTTUB (MINAUS) de mesure de l’humidité des sols, avec cinq

points de mesure de l’humidité et trois points de mesure de l’inclinaison ; un bus de mesures constitué de trois cartes modules et une carte d’adressage permettant la réutilisation de la câblerie externe d’origine ; une cellule de pression interstitielle d’origine SITES ;

deux déflectomètres à fil KEVLAR, sur base de capteurs M5 en version convergencemètre (MINAUS).

-

- -

Un extrait du rapport de la société MINAUS sur l’installation réalisée pour le projet MODEM est fourni en annexe 2. On peut notamment y trouver la description détaillée des capteurs (voir le paragraphe 3), ainsi que l’installation de l’instrumentation sur le site (voir le paragraphe 4). 14 ERG M/RP-52056-FR

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3.2. CONFIGURATION DU MONTAGE

La configuration du montage est la suivante :

pression canna interstitislia INCLIF*)-HJMITUB

d&ïleetomiitra supirwur 3

i m b a s i eipisur am basa uptaur

dbflectom&trR infériaur fibrtr W L A R

nan&s ambrso crpisur ambase uptsur

Fig. 4 : Configuration du montage.

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La cellule de pression interstitielle a été positionnée à côté de l’inclino-humitub, à une profondeur de 1 m.

4.2. PROTOCOLE D’ACQUISITION

Les mesures sont effectuées toutes les 8h. Cette fréquence est adaptée à la surveillance d’un site s’inscrivant dans la durée (supérieure à un an), et au suivi de phénomènes courts susceptibles d’apparaître par exemple lors d’événements pluvieux.

Les données sont stockées dans la mémoire interne de la centrale d’acquisition, puis sont transférées par GSM dans les locaux du BRGM où elles sont analysées.

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Ces courbes indiquent plusieurs éléments remarquables : - La mesure d’inclinométrie à 0.9 m de profondeur a varié de 0.09” à 0.18” sur la

période de mesures, avec deux ruptures de pente notables autour du 24/09 et surtout autour du 15/11.

Ces deux dates sont également repérables sur la courbe d’évolution de la pression interstitielle, avec un pic de valeur à partir du 24/09 suivi d’oscillations rapides jusqu’au 14/10, et une autre période d’oscillations rapides à partir du 15/11. L’analyse de la courbe de déflectométrie ne peut se faire qu’à partir du 26/09, date à laquelle il a été remis au milieu de sa course, à savoir autour de 13 mm (auparavant, le capteur était en bout de course). La suite des mesures montrent une forte variation des deux déflectomètres, de 16 mm (déflectomètre du bas) et 13 mm (déflectomètre du haut) à 2 mm pour les deux, avec une forte décroissance du 26/09 jusque vers le 14/10.

L’humitub montre peu de variation de l’humidité. Nous observons cependant une évolution de l’humidité pour les mesures les moins profondes (0.4 m et 0.9 m) à partir du 15/11 pour la profondeur de 0.4 m, et à partir du 27/11 pour la profondeur de 0.9 m.

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Conclusion

L’instrumentation du site de Gorbio a été réalisée et l’acquisition de données est en cours. Cette surveillance n’est pour l’instant qu’à ses début, puisqu’il est prévu de la continuer durant toute l’année 2003. Ces premiers résultats sont très encourageants, car ils montrent déjà sensiblement des évolutions sur plusieurs mesures se produisant durant les mêmes périodes. Une analyse plus approfondie permettra de corréler plus précisément les différents enregistrements entre eux, puis de tenter de les corréler aux données météorologiques que nous allons obtenir de Météo France. Par ailleurs, il est prévu au cours de l’année 2003 d’améliorer ce réseau de surveillance en ajoutant une station météorologique mesurant la pression atmosphérique, la température de l’air et la pluviométrie, ainsi que deux inclinomètres et deux déflectomètres. Nous prévoyons également de coupler l’installation à une balise CLS-Argos, afin de tester une méthodologie permettant de mieux adapter les mesures aux phénomènes étudiés (fréquences, nombres de capteurs, etc.). Cette méthodologie repose sur l’élaboration de seuils de déclenchements définis pour chaque type de capteurs et permettant à terme d’envisager différents niveaux d’alertes.

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ANNEXE 1

Description de I'Humitub

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ANNEXE 2

Description des capteurs et installation des équipements

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