Le glissement de terrain de Panagopoula
Travaux de Recherche par S. El Bedoui, Géoazur, UNS, Nice, France.

mercredi 2 décembre 2009 par Wanda BEROLO

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Le système de surveillance est basé sur le positionnement d’un réseau de cibles installées sur le site comme indiqué Figure 1. L’objectif est d’acquérir les variations de position des réflecteurs partant des mêmes stations de référence (S1, S2), considérées comme fixes durant la campagne. Deux cibles de référence sont également utilisées pour améliorer la mesure d’angle (C1 et S3). La distance maximum mesurée en campagne topographique s’élève entre 235 m et 880 m à partir de S1.

1. Instrumentation : stratégie et protocole

L’équipement nécessaire pour surveiller les déplacements est constitué de :
- un tachéomètre électronique TDA 5005 (Leica), de très haute précision (mesure infrarouge de la distance),
- des cibles (Leica GMP104) matérialisant les points de contrôle.

Les stations de mesure sont localisées sur la partie est de la zone active. Elles sont constitutées d’un pilier fixe en béton de 0.5 m de diamètre et 1.50 m de haut. Ces stations permettent la réitération des mesures à partir des mêmes positions tout au long de la campagne. Les cibles sont installées des deux côtés de la faille supérieure. La cible S3 est localisée au sud des failles cartographiées. Puis, les autres cibles sont positionnées sur la partie nord qui a été touchée par des glissements de terrain récents.

Le but de cette stratégie de positionnement est la mesure d’une composante tectonique hypothétique et d’une composante gravitaire. Toutes les cibles sont scellées sur le sol, excepté C1 et C7, directement fixées sur des structures métalliques où la stabilité a été préalablement contrôlée. La mesure de positionnement de chaque cible est basée sur : (i) deux mesures de distance (horizontale et le long de la pente) entre le tachéomètre et la cible, et (ii) les angles horizontaux et verticaux. La mesure de l’angle horizontal nécessite l’installation d’un angle de référence pour orienter le cercle pour chaque session de mesures. Une cible est localisée dans une zone stable (au pied sud du versant) et relativement loin du site de mesure (respectivement 800 et 900 m) permettant une grande précision de la mesure d’angle.

 

Tachéomètre

Cible

Figure 1 : Réseau de surveillance topométrique 

Au cours des opérations de mesure, chaque cible est mesurée 20 fois avec un mouvement inverse double dans le but de corriger les erreurs relatives aux collimations horizontales et verticales induites par l’instrument. La précision instrumentale, notée Δ, (partant des données du fabricant) est calculée en utilisant la formule de Barrel et Seal (1939). Le Tableau 1 présente la précision théorique calculée sur le positionnement. Nous avons alors calculé la précision "réelle" (notée Δc, Tableau 2) en utilisant la formule de Barrel et Seal. Ces valeurs sont basées seulement sur les mesures réalisées sur le terrain. Cela se rapporte à la dispersion des résultats et dans tous les cas aux données du fabricant : la précision mesurée est donnée par l’écart type associé à la réitération des mesures en un même point. Le Tableau 2 synthétise les résultats obtenus pour chaque cible, basés sur les séries de mesures effectuées en avril (conditions optimales de mesure). La précision est certainement sous-estimée, en particulier parce que les conditions atmosphériques varient durant la période de temps nécessaire à la séquence de mesures.

Tableau 1 : Précision théorique pour chaque cible

 Tableau 2 : Précision mesurée pour chaque cible (basée sur la session d’avril 2006)

2. Résultats pour une campagne d’une année

La Figure 2 présente les résultats obtenus pour une chronique d’une année (5 séries de mesures). Pour chaque cible, nous avons représenté les variations de position selon les axes X (est) et Y (nord). Prenant en compte le fait que la cible C1 est l’angle de référence, elle n’est pas représentée sur la figure. En conséquence sa position est considérée comme constante. Les faibles variations de sa position ont été corrigées et attribuées à toutes les cibles. Les déplacements selon l’axe des X (direction E-W) sont négligeables pour toutes les cibles (sauf C4 et S3), car les variations sont incluses dans la précision de positionnement selon cette composante.

Concernant la cible 4, des variations considérables sont mises en évidence. Cette cible est placée sur une complexité topographique, un pic secondaire orienté N040, ce qui pourrait expliquer les variations de déplacement. Pour les autres cibles, une tendance annuelle a été calculée par régression linéaire, montrant un déplacement général vers l’ouest (inclus dans l’intervalle de confiance) correspondant à l’axe de la pente (N050).

La cible S3 montre un comportement plus complexe. Sur la campagne d’un an, le déplacement est clairement orienté N200. S3 étant située sur une crête de versant qui est orientée N090, les mesures topographiques semblent clairement indiquer un mouvement à contre-pente d’environ 13 mm an-1. Cependant l’écart de précision ne permet pas une identification nette d’un mouvement à contre-pente réel ou d’un mouvement virtuel lié à une erreur instrumentale. Puisque cette tendance affecte uniquement S3 et n’apparaît pas pour les autres cibles, il est fortement probable que ce mouvement existe effectivement.

 Figure 2 : Résultats des composantes est et nord pour une campagne d’une année

3. Discussion sur les composantes gravitaire et tectonique

3.1. Mouvements gravitaires

Deux types de déplacement sont caractérisés :
- a) une tendance N040/050 affectant toutes les cibles ("long terme"), avec des déplacements d’environ 10 mm an-1,
- b) un effet saisonnier (février et juin) sur les cibles 4, 6 et 8 ("court terme").

Les mouvements les plus importants sont enregistrés sur les cibles 3, 6 et 7 (approximativement 15 mm an-1). Ils correspondent à des secteurs présentant des complexités structurales (tectonique et stratigraphique). Les mouvements résiduels forts sont enregistrés sur les cibles situées dans l’unité de calcaire pélitique violacé (C4 et C6), où les indices morphologiques ont été reconnus comme intenses et récents. Dans tous les cas, les périodes pendant lesquelles les déplacements résiduels ont été enregistrés correspondent à des périodes d’événements pluvieux intenses (V. Léonardi and P. Gavrilenko, 2004).

Nous avons interprété les mouvements résiduels comme le résultat d’une surface de glissement dans le calcaire pélitique violacé. Leur degré de météorisation (observé sur le terrain et sur les affleurements) explique la limitation du mouvement à cette unité géologique. On pourrait remarquer que la cible 3 est localisée sur cette unité, mais aucun mouvement résiduel n’a été enregistré. Cette cible est fixée sur une structure en béton profonde, et n’est ainsi pas directement connectée à la surface du sol. L’absence de mouvement à cette cible indique la faible profondeur de la surface de glissement.

Le mouvement résiduel (mouvement "court terme") est apparenté à un mouvement de glissement superficiel. La surface de glissement est créée par le contact stratigraphique entre les calcaires gris et violacé et émerge à la surface le long de la faille normale (altitude : 200 m). La masse mobile est circulaire dans son ensemble, avec une épaisseur approximativement de 30 m.

La quantification du mouvement cinématique "long terme" est limitée par la période de surveillance, mais est estimée à environ 10 mm an-1. On peut l’observer dans les zones structurellement complexes : intersection entre les contacts stratigraphiques, les failles E-W et N150. La cible 3 présente l’un des plus grand mouvement, indiquant un mouvement profond (elle est scellée à l’entrée d’un tunnel de drainage). Ce mouvement consiste en une déformation à grande échelle, et est également lié à des signes morphologiques tels que les fissures de traction au sommet du versant et les déformations observées près de la route nationale.

3.2. Composante tectonique

La campagne instrumentale des déplacements montre des enregistrements de mouvement non gravitaire à la cible S3. Ces observations sont localisées au-dessus de la zone extrêmement faillée cartographiée sur le terrain, que l’on a associée à la zone de failles de Psathopyrgos. Des travaux antérieurs (D. Latorre et al, 2004 ; N. Flotté et al, 2005 ; P. Bernard et al, 2006) la décrivent comme un linéament individualisé, avec une orientation N100 50-60 N. La faille a été géométriquement caractérisée par P. Bernard et al, 2006 de longueur 15+/-2 km et de profondeur 9+/-2 km. Elle est connectée à 6 km de profondeur sur une rampe horizontale (A. Rigo et al, 1996 ; D. Latorre et al, 2004 ; P. Bernard et al, 2006). Se basant sur une campagne GPS et des données sismologiques, P. Bernard et al, 2006 suggèrent que la faille de Psathopyrgos est connectée en partie à cette rampe sujette au fluage de matériaux fragiles avec un taux élevé de sismicité. Dans leur étude, ils soulignent un taux minimum de glissement de 15 mm y-1 montrant une cinématique caractérisant la fin du cycle sismique. Ce taux de déplacement est proche de la valeur que nous avons mesurée pour la cible S3. De plus, les orientations peuvent être considérées comme globalement liées considérant la précision de mesure à la cible S3. Cela pourrait indiquer que les mesures de S3 sont dominées par une composante tectonique liée à la zone de failles de Psathopyrgos.

Par ailleurs, le fait que les autres cibles ne montrent pas cette composante indique que le site pourrait être considéré en deux blocs limités par la faille normale supérieure. Sa supposée activité est corrélée aux épais et récents dépôts de colluvions dans la partie sud-est du versant. Considérant cette limite, la station de mesure est implantée dans le même bloc avec les autres cibles (sauf S3). La composante tectonique est par conséquent seulement exprimée par la position relative de S3 par rapport à la station de mesure. Le positionnement des autres cibles ne permet pas la quantification de la composante tectonique et les mouvements enregistrés sont associés à la composante gravitaire (supposée du fait que l’orientation des mouvements et de la pente est la même).

La composante tectonique est partagée en deux unités de pente et la Figure 3 montre les déplacements absolus résultants sur le versant. Cepedant, considérant la précision de déplacement de S3, il n’est actuellement pas possible de relier le glissement tectonique supposé et le mouvement gravitaire à long terme caractérisé ici.

Travaux de Recherche par S. El Bedoui, Géoazur, UNS, Nice, France.

 Figure 3 : Composantes gravitaire et tectonique