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1Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Conférence publique
vendredi 30 octobre 2015
Résultats des recherches sur l'évolution du versant de VILLERVILLE(décembre 1984 – octobre 2015)
Olivier MAQUAIRE
Candide LISSAK, Stéphane COSTA, Robert DAVIDSON
U.F.R. SEGGAT, Université de Caen NormandieLaboratoire LETG-Caen Géophen, UMR 6554 CNRS
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2Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie D’après thèse C. Lissak, 2012.
Crises majeures
Introduction et contexte
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3Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Crises majeures
1ère crise : les 10/11 Janvier 1982, un glissement majeur détruit partiellement ou totalement une trentaine de bâtiments et endommage la route en 2 endroits (affaissement d’env. 2 m).
Villa destroyed in 1982
Cirque des Graves
Introduction et contexte
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4Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Trescartes
Cirque des Graves
1ère crise : les 10/11 Janvier 1982, un glissement majeur détruit partiellement ou totalement une trentaine de bâtiments et endommage la route en 2 endroits (affaissement d’env. 2 m).
Crises majeures
Introduction et contexte
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5Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Route affaissée (Mirella)
Cirque des Graves
1ère crise : les 10/11 Janvier 1982, un glissement majeur détruit partiellement ou totalement une trentaine de bâtiments et endommage la route en 2 endroits (affaissement d’env. 2 m).
Crises majeures
Introduction et contexte
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6Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Mars 2001
Mars 2001
1ère crise (10/11 Janvier 1982) suivie par trois réactivations majeures:
12/13 février 1988, février 1995 & 23/24 mars 2001.
Crises majeures
Introduction et contexte
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7Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Février 1988 Mars 2001
1ère crise (10/11 Janvier 1982) suivie par trois réactivations majeures:
12/13 février 1988, février 1995 & 23/24 mars 2001.
Crises majeures
Introduction et contexte
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8Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Conséquences directes et indirectes importantes
March 2001 March 2001
March 2001
D’après thèse C. Lissak, 2012.
Crises majeures
Comment anticiper ?
Quelles vitesses et rythmes ?
Causes ? Les processus responsables, …
Définition de seuils de déclenchement et de réactivation
�Réseau de surveillance
Le devenir du bourg de Villerville ?
Introduction et contexte
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9Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Connaître le passé ….
Analyse des cartes anciennes, cadastres, photographies IGN, textes, etc …
Extrait cadastre 1829, Villerville, Calvados
(In: Thèse C. Lissak, 2012)
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10Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Connaître le passé ….
Analyse des cartes anciennes, cadastres, photographies IGN, textes, etc …
Extrait cadastre 1829, Villerville, Calvados
(In: Thèse C. Lissak, 2012) Superposition de plusieurs photos aériennes (Villerville, Calvados)
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11Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Synthèse : versant ‘littoral’ de Villerville (Calvados)
� Compartimentage de la zone en ‘mouvement’� Déplacements cumulés depuis 1829 compris entre 10 à 20 m ( +/-2m)� Valeurs complétées par réseau de monitoring
(In: Thèse C. Lissak, 2012)
Avant 1982, le versant n’était pas ‘stable’� Déformations ‘lentes’, accommodation des populations.
Connaître le passé ….
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12Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
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(In: Thèse C. Lissak, 2012)
� Investigation et suivi
• Réseau de surveillance dès 1984 (> 70 repères)
.. Comprendre le présent .. (Réseau de surveillanc e)
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13Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Distribution spatiale & temporelle des déplacements de surface
• Réseau de surveillance dès 1984 (> 70 repères)
• Nouveau réseau géodésique depuis 2008 (24 repères)
• GNSS permanent double fréquence depuis 2009 stations (OMIV)
1. Piézomètre2. Puits3. Inclinomètre4. Piézomètre avec capteur
permanent 5. Sonde Geobead6. Station Météo. 7. Repère topographique8. Récepteur GNSS
.. Comprendre le présent .. (Réseau de surveillanc e)
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14Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Conditions hydro-climatiques
• Analyse des données historiques et investigation terrain
• Nappe (GWL) = 29 points d’observation : 4 puits, 7 tubes inclinomètre, 18 piézomètres
(6 sondes automatiques) + 1 piézomètre sur le plateau depuis 1974
• Précipitations = 2 stations météorologiques: Villerville depuis 2013 + 1 station sur leplateau (Saint-Gatien-des-Bois) depuis 1949
1. Piézomètre2. Puits3. Inclinomètre4. Piézomètre avec capteur
permanent 5. Sonde Geobead6. Station Météo. 7. Repère topographique8. Récepteur GNSS
.. Comprendre le présent .. (Réseau de surveillanc e)
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15Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Modèle cinématique du glissement de terrain : hétérogénéités spatiales
• Organisation concentrique autour d’un noyau médian central
• Evolution régressive de l’aval vers l’amont
• Plusieurs unités morpho-structurales (ou compartiments) liées à l’existence depanneaux de craie
... Comprendre le présent …
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16Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Modèle cinématique du glissement de terrain : hétérogénéités spatiales
• Organisation concentrique autour d’un noyau médian central
• Evolution régressive de l’aval vers l’amont
• Plusieurs unités morpho-structurales (ou compartiments) liées à l’existence depanneaux de craie
... Comprendre le présent …
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17Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Modèle cinématique du glissement de terrain : hétérogénéités spatiales
• Organisation concentrique autour d’un noyau médian central
• Evolution régressive de l’aval vers l’amont
• Plusieurs unités morpho-structurales (ou compartiments) liées à l’existence depanneaux de craie
Pied du versant
Partie médiane
Partie amont
... Comprendre le présent …
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18Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• 3 accélérations majeures (1988, 1995, 2001) avec plusieurs décimètres ou plusieursmètres de déplacement
• Un ‘fluage’ continu entre deux ‘accélérations’ majeures
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� Modèle cinématique du glissement de terrain : hétérogénéités temporelles
... Comprendre le présent …
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19Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• Fluage continu confirmé par l’analyse des données haute résolution (GNSS)
• Depuis 2009 = 35cm de déplacements VLRB, 12cm VLRH
• Comportement saisonnier avec phases d’accélération (≠ amplitude)
• Délai entre stations varie entre 1 et 4 jours pour les différentes phases
Aou
t 20
09
Dec
. 20
14
VLRB
VLRH
� Modèle cinématique du glissement de terrain : hétérogénéités temporelles
... Comprendre le présent …
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20Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
� Relations pluviométrie – niveaux piézomètriques
• Périodes de recharge de la nappe : 1977-1989, 1992 -1996 and 1998-2002
• Périodes de drainage: 3 à 4 ans
• Comportement saisonnier du réservoir
Zone en glissement (Janv. 2008-mai 2015)
... Comprendre le présent …
Plateau (1974-2004)
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21Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• ‘Seulement’ 4 accélérations majeures
• Déclenchement-réactivation en périodes très pluvieuses avec plusieurs années deniveaux piézométriques élevés
• Evénement de1982 = année hydrologique (Juillet 1981 - Juin 1982) avecd’abondantes pluies d’hiver � Conséquences : nappe de Danestal s’élève >1.50 m
Empirical rainfall durationthreshold for Cirque des
Graves landslide (Bogaardet al.2011)
� Relations hydrologie – cinématique
... Comprendre le présent …
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22Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• Seulement 4 accélérations majeures
• Déclenchement-réactivation en périodes très pluvieuses avec plusieurs années deniveaux piézométriques élevés
• Evénement de1982 = année hydrologique (Juillet 1981 - Juin 1982) avecd’abondantes pluies d’hiver � Conséquences : nappe de Danestal s’élève >1.50 m
• Seuil critique ‘régional’ entre -10.35-9.60 m
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� Relations hydrologie – cinématique
... Comprendre le présent …
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23Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• Comportement saisonnier du versant associé à des recharges saisonnières de de la nappe phréatique
• Y-a-t-il possibilité de définir un niveau critique de nappe par analyse statistique ?
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5� Relations hydrologie & cinématique du versant
... Comprendre le présent …
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24Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• Focus sur le piézomètre SD4 et les récepteurs GNSS
� Relations hydrologie & cinématique du versant
... Comprendre le présent …
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25Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• Focus sur le piézomètre SD4 et les récepteurs GNSS
• Déplacements augmentent significativement quand le niveau de nappe atteint une profondeur de 8.50 m (1) et 8.00 m (5) en 2013 (année ‘pluvieuse’)
• Le versant se stabilise quand la nappe est en dessous de 8 m de profondeur
1 – jan 2010
� Relations hydrologie & cinématique du versant
... Comprendre le présent …
5 – oct 2013
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26Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Système de surveillance comprenant des observations ‘régionales’ et des observations ‘locales’ sur le versant instable du Cirque des Graves à Villerville.
� Arbre de décision : approche régionale (longues séries) et locale (courtes séries)
� Vers un système d’alerte
... Préparer l’avenir
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27Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
• Seuil critique ‘régional’ entre -10.35-9.60 m � Alerte -11m
•
Alerte
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Vigilance
� Vers un système d’alerte
Pré-alerte
Surveillance
... Préparer l’avenir
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28Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
... Préparer l’avenir
� Vers un système d’alerte
• Seuil critique ‘régional’ entre -10.35-9.60 m � Alerte -11m
• Seuil critique ‘local’ de pré-alerte à -2.00 m (au pièzo C3-A4)
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29Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Arbre de décision avec deux entrées (régionale et locale) pour le glissement de Villerville
• Système d’alerte basé sur deux chroniques temporelles de données :
Analyse du piézomètre de Danestal permet de définir deux seuils ‘régionaux’ significatifs :
� une accélération saisonnière de faible amplitude = seuil à -13 m
� une accélération majeure de forte amplitude = seuil 10.35 m
En conséquence localement, les observations in-situ indiquent que le versant devient instable à partir d’un niveau de nappe de 8.00 /8.50 m en SD4 (seuil à confirmer y compris pour autres piézomètres !!)
... Préparer l’avenir
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30Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Evaluation de l’aléa : cas du bourg
... Préparer l’avenir
1. Bourg situé dans l’axe d’une petite vallée (20 m d’altitude) avec Église Notre-Dame (1er
sanctuaire du 12ème siècle)
2. Versant protégé par une digue et des enrochements,
3. Matériaux du versant sont des formations de remplissage (limons, sables et graviers).
Localisation très singulière et ancienne du bourg
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31Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Evaluation de l’aléa : cas du bourg
... Préparer l’avenir
1. Bourg situé dans l’axe d’une petite vallée (20 m d’altitude) avec Église Notre-Dame (1er
sanctuaire du 12ème siècle)
2. Versant protégé par une digue et des enrochements,
3. Matériaux du versant sont des formations de remplissage (limons, sables et graviers).
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32Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Evaluation de l’aléa : cas du bourg
... Préparer l’avenir
1. Bourg situé dans l’axe d’une petite vallée (20 m d’altitude) avec Église Notre-Dame (1er
sanctuaire du 12ème siècle)
2. Versant protégé par une digue et des enrochements,
3. Matériaux du versant sont des formations de remplissage (limons, sables et graviers).
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33Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
ALS (no data in vertical areas)
ALS+MLS (new available data in vertical areas)
Position
du versant
en 1840
(cadastre)
Position à
marée basse
=
+ 300 m
Position du trait de côte
-5000 -6000 an
Evaluation de l’aléa : cas du bourg
... Préparer l’avenir
� Paleo-vallée a été comblée par des colluvions et des alluvions (lœss, sables et graviers). Ces formations ont été mises en place au Pleistocene supérieur quand le niveau de la mer était bas (max -100m).� Matériaux sont très perméables sans nappe phréatique � Aléa faible !!
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34Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
ALS (no data in vertical areas)
ALS+MLS (new available data in vertical areas)
= 290 m
= 330 m
Position trait de côte à -5000 -6000 an
Evaluation de l’aléa : cas du bourg et des cirques
... Préparer l’avenir
Courbe des modifications relatives du niveau marin au cours de l’Holocène pour le nord-ouest de la France (d’après Morzadec et al., 1969 et Lambeck, 1996)
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35Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
35
Evaluation de l’aléa : cas du bourg et des cirques
(In: Thèse C. Lissak, 2012)
... Préparer l’avenir
Position à
marée basse
= + 300 m
Platier
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36Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Connaître le passé pour comprendre le présent et pr éparer l’avenir
�Soutien d’une politique de suivi long terme, fiable, homogène et précis d’où l’intérêt des observatoires normalisés pérennisés.
� système de surveillance pouvant être transformé en système d’alerte !
• Un cas typique de glissement profond à commande hydrologique
• Données historiques + investigation surveillance in-situ (haute résolution spatiale et temporelle) permettent de montrer :
• Evolution régressive du glissement
• Une variabilité spatiale et temporelle des déplacements en relation étroite avec l’évolution des nappes phréatiques
• Stabilité précaire (en l’absence de crises majeures depuis 2001)
• Quid des effets des changements climatiques (pluviométrie et élévation du niveau de la mer) ?
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37Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Projet d’aménagement mur au droit du bourg !!
Connaître le passé pour comprendre le présent et pr éparer l’avenir
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38Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
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39Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Coupe géologique du versant de Villerville (d’après Flageollet & Helluin, 1987) .
Matériaux hétérogènes composés de larges panneaux et blocs de craie et de débris (craie, limons, sables et cailloux) .
Ces formations ont été mises en place (> 10 000 ans).
Contexte morphologique
Introduction et contexte
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40Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Evolution of coastal slope of Villerville (from Flageollet & Helluin, 1987) .
Introduction et contexte
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41Conférence publique le 30 oct. 2015 Prof. O. Maqua ire Université de Caen Normandie
Défense contre l’érosion : enrochement ont été prolongé sur les flancs du bourg et dans les zones instables au milieu des années 80 (principalement à CricqueboeufFosses du Macre), …
< 1997
< 1982
… mais 3 crises en 1988, 1995 & 2001.� protection contre l’érosion est nécessaire mais pas suffisante.