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La recherche en action

Analyse des récentes chutes de blocs dans la paroi d’El Capitan par le groupe d’Analyse du Risque en collaboration avec le Parc National du Yosemite

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L’analyse de la susceptibilité aux chutes de blocs et aux éboulements est une tâche difficile car de nombreux phénomènes sont impliqués dans la déstabilisation des masses rocheuses. Le groupe d’Analyse du Risque de l’Institut des sciences de la Terre (ISTE – FGSE) s’attache depuis de nombreuses années à améliorer la prédiction de ces évènements. Ses doctorants et chercheurs étudient notamment depuis 2010 les chutes de blocs dans le Parc national du Yosemite (Californie, USA) grâce au financement du Fonds National Suisse de la recherche scientifique (projets FNS n° 200021_127132 , 200020_146426 et 200020_159221). Cette recherche s’effectue en collaboration avec le Dr. Greg M. Stock (U.S. National Park Service), géologue du Parc national du Yosemite et le Dr Brian D. Collins du Landslide Hazards Program au U.S. Geological Survey (USGS).

Les récents éboulements (Figure 1) qui se sont produits dans la face sud-est d’El Capitan ont malheureusement fait une victime et blessé plusieurs personnes (voir les liens New York Times des 27-28 Septembre et celui du National Park Service). L’évolution de l’instabilité a été suivie de près par le groupe Risque et en particulier par Antoine Guérin, doctorant en fin de thèse, qui a pu évaluer les volumes des deux chutes blocs de manière assez précise (450 m3 et 10'250 m3). Ce travail a été réalisé à partir de modèles 3D acquis par scanner laser terrestre ces dernières années et en utilisant les techniques de photogrammétrie qui ont permis de créer de nouveaux modèles 3D sur la base des photographies prises par Greg M. Stock les 27 et 28 septembre derniers (Figure 2).

Figure 1 : Comparaison avant-après des chutes de blocs du 28 septembre 2017. (Photo: U.S. National Park Service)

Figure 2 : Localisation des cicatrices des chutes de blocs du  27-28 septembre 2017 et volumes associés à ces événements.  Sources des données : 2006 & 2010 LiDAR aérien du  National Center for Airborne Laser Mapping (NCALM); 2015 : LiDAR terrestre du groupe Risk de l’UNIL;  2017 : modèle photogrammétrique Structure-from-Motion (SfM) du groupe Analyse du Risque de l’UNIL fait avec les photos prises par Dr  Greg Stock (credit: U.S. National Park Service).

Dans la Vallée du Yosemite, les travaux menés par Brian D. Collins et Greg M. Stock (voir l’article Nature de 2016) ont montré que le rayonnement solaire jouait un rôle majeur dans la déstabilisation et la rupture d’écailles rocheuses granitiques. A l’aide de la thermographie infrarouge et de comparaisons de modèles 3D de haute résolution, notre équipe a également pu montrer que les roches se déformaient significativement avec les cycles de réchauffement et de refroidissement journaliers. Cette déformation quotidienne entraine une fatigue progressive de la roche qui peut finalement engendrer une rupture et des éboulements similaires à ceux qui ont été observés  la semaine passée dans la face sud-est d’El Capitan.

Au cours des dix dernières années, l’évolution rapide des techniques de mesure de télédétection a permis de mieux caractériser les éboulements en terme de nombre et de volume, mais aussi de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la rupture des masses rocheuses instables. Cependant, ces constatations se font le plus souvent à posteriori et il reste donc encore beaucoup à faire pour désigner l’endroit précis d’un futur évènement. En effet, l’analyse de la susceptibilité aux chutes de blocs est encore en plein développement et demande d’avoir de nombreuses informations sur les dimensions et le nombre de fractures qui découpent un massif rocheux. L’objectif final étant de définir des compartiments rocheux les plus susceptibles de chuter, de manière ensuite à simuler les trajectoires de propagation de ces blocs afin de réaliser une carte de danger, document à la base de l’aménagement du territoire dans les régions de montagne. Pour information, un article écrit par notre groupe et traitant de la susceptibilité aux chutes de blocs va d’ailleurs bientôt paraître dans le journal scientifique Landslides (Matasci et al., 2017).

 

Articles de presse

New York Times

Mercury News

National Park Service

 

 Articles scientifiques

  • Collins, B. D., & Stock, G. M. (2016). Rockfall triggering by cyclic thermal stressing of exfoliation fractures. Nature Geoscience, 9(5), 395-400.
     
  • Matasci, B., Stock, G. M., Jaboyedoff, M., Carrea, D., Collins, B. D., Guerin, A., Matasci, G., Ravanel, L. (2017 – in press). Assessing rockfall susceptibility in steep and overhanging slopes using three-dimensional analysis of failure mechanisms. Landslides.
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