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Etude d'un glissement de terrain par différente méthodes


par Djamel Eddine BENOUIS
Université de Saida ( Algérie ) - Ingenieur d'état en génie civil option Construction Civile et Industrielle  2010
  

sommaire suivant

DIdieaees

Rien n'est aussi beau à offrir que le fruit d'un labeur qu'on dédie du fond du coeur à ceux Qu'on aime et qu'on remercie en exprimant la gratitude et la reconnaissance durant toute Notre existence.

A ceux que j'aime jusqu'à la frontière de l'imagination : Mon père MILOUD et ma mère KHEIRA.

A ceux que j'adore et respecte : Mes frères et mes soeurs .

Mes tantes et mes oncles . Toute la famille BENOUIS.

A tous Mes Amis

A ceux qui se sont sacrifiés et qui se sont donnés pour les études et dont je rends un vibrant hommage.

DJAMEL EDDINE.

Titre Remerciement

Page

01

dédicaces

02

Sommaire

04

Liste des figures

07

Liste des tableaux

09

Introduction générale.

 

Introduction

10

But du projet

10

Organisation de la thèse

10

Chapitre I :introduction générale sur les glissements de terrain.

 

I.I Introduction

10

I.2. Description des glissements de terrain

13

I.2.1 Vitesse et durée des mouvements

14

I.2.1.1. Les écroulements et les éboulements

14

I.2.1.2. les glissements

17

I.2.1.3. Solifluxion, coulées boueuses et glissements coulées

20

I.2.1.4. Le fluage

22

I.2.2. Forme de la surface de rupture

23

I.3. Causes de glissements

23

I.3.1. L'eau et les risques de glissements de terrain

24

I.3.2. La présence des fractions fines

26

I.4. Identification de danger de glissement

27

I.4.1. Documents de base

28

I.4.2. Documentation des événements

28

I.4.3. Carte des phénomènes

28

I.4.4. Les effets dommageables possibles

28

I.4.4.1 .Glissements de terrain

28

I.4.4.2. Processus d'éboulement

29

I.5. Conclusion

32

Chapitre II : Etude Pathologiques de la stabilité des talus.

 

II. 1 - Introduction.

32

II.1. Quelques cas pathologiques observés

32

II .2.1. En Algérie

32

II.2.2. En Europe

35

II .2.3. En Asie

37

II.2.4.EN Amérique

39

II .3. Conclusion

40

Chapitre III : Reconnaissance du sol

 

III. 1.Introduction.

41

III .2. Reconnaissance géologique

41

III .3. Reconnaissance géophysique

41

III .4. Reconnaissance géotechnique

42

III. 4. 1. Essais "in situ"

42

III .4 .2. Essais de laboratoire

43

III .4.2.1. Teneur en eau naturelle

43

III .4.2.2. Analyse granulométrique

44

III .4.2.3. Les limites d'Atterberg

44

III .4.2.4. Les essais de cisaillement

44

III .4.2.5. Les essais de compactage

45

III.4.2.6.L'essai oedométrique

46

III. 5. Hydrogéologie

46

III .6. Caractéristiques de sole à prendre en compte dans l'analyse des talus

47

Chapitre IV : Les méthodes de calcul.

 

IV-1-Introduction.

48

IV. 2. Le principe d'équilibre limite

48

IV.3. Choix de la valeur du coefficient de sécurité dans le calcul de stabilité

49

IV.4. Calculer le coefficient de sécurité

50

IV.5. Facteurs influençant la stabilité des talus

52

V. 6. Les méthodes classiques pour l'analyse de la stabilité

53

V. 6.1. Cas glissement plan

54

IV .6.2. Méthodes de l'équilibre des moments

56

IV .6.2.1. La méthode générale des tranches pour une surface de rupture circulaire

56

IV .6 .2 .2. La méthode de Fellenius

59

IV .6.2.3. Méthode de Bishop (1955)

61

IV .6.2.4. La méthode de Bishop simplifiée

64

IV .6 .3 . Méthodes de l'équilibre des forces

66

IV. 6.3.1. La méthode de Coin

66

IV.6.4. Méthodes de l'équilibre des moments et des forces

67

IV .6.4.1. La méthode de Janbu simplifiée

67

IV.6.4.2. La méthode de Janbu généralisée

68

IV. 6. 4 3. La méthode de Spencer

69

IV .6.4.4. La méthode de Morgenstern et Price

72

IV. 6.4.5. La méthode de Sarma

73

IV .7 . Récapitulation des hypothèses, des équations d'équilibres et des inconnus

74

IV .8.Étude comparative des méthodes de calcul à la rupture

76

IV.9. Analyse des talus par la méthode des éléments finis

79

IV.9.1. Type d'élément finis

79

IV.9.2. Développement de la fonction d'interpolation

79

IV.9.3. Développent de déformation et contrainte

82

IV.9.4. Résolution Eléments Finis

84

IV.9.5. Modélisation des matériaux en SAS-FEM

84

IV.9.6.Coefficient de sécurité Factor (FOS)

85

IV.9.7. La rupture de pente

86

Chapitre V: présentation des logiciels utilisés

 

V .1. Les logiciels utilisés pour l'analyse de la stabilité

87

V .1.1. Logiciel SLOPE/W

87

V.1. 2. Logiciel LARIX-4S

87

V .1.3. Logiciel CLARA

88

V .2.Définition des paramètres géométriques de surface de rupture

88

V .2. Présentation du logiciel Geoslope Geostudio 2002 V5.03

89

V .2.1 . Le programme SLOPE/W

90

V .2. 2. L'interface du logiciel SLOPE/W

90

V .3. Logiciel SAS-FEM 2008

93

V.3.1.Présentation

93

V .3.2. L'interface du logiciel SLOPE/W

94

Chapitre VI : Etude de cas_ Talus de Riadh.

 

VI.1. Introduction

99

VI.2. Présentation générale du projet

99

 

VI.3.Les essaies au laboratoire (L.T.P.O)

104

VI.4. détermination des densités et de la teneur en eau

104

VI .4.1. Principe de la méthode

104

VI .4.2.Méthode d'analyse

104

VI.4.3. Résultats

107

VI.5. L'essai de cisaillement rectiligne direct à la boite

107

VI .5.1. Définitions

107

VI .5.2. Principe de la méthode

108

VI.5.3. Méthode d'analyse

108

VI.5.4. Réalisation de l'essai

109

VI .5.5.Résultats

113

VI.6.Récapitulation

114

VI.7. Calculs et résultats

114

VI.7.1. caractéristique du talus

114

VI.7.2. Méthode de calcul manuelle

115

VI .7.2.2. Description du processus et outils utilisés

115

VI .7. 3. Les résultats obtenus à l'aide du logiciel SLOPE/W

119

VI .7.4. Les résultats obtenus à l'aide du logiciel SAS- FEM

122

VI .8.Récapitulation et comparaison des résultats obtenus

125

Conclusions générales.

126

Références Bibliographiques.

127

LISTE DES FIGURES

(I.1)

TITRE

Bloc diagramme d'un glissement de terrain

Page

13

(I.2)

Chutes de pierres et de blocs.

14

(I.3)

Un Eboulement.

15

(I.4)

Liaison entre les éboulements et les chutes de blocs

16

(I.5)

Un écroulement

16

(I.6)

Un glissement.

17

(I.7)

les deux types de glissement (plan (a) et rotationnel (b))

18

(I.8)

Une coulée boueuse.

20

(I.9)

le phénomène de fluage.

22

(II.1)

Fissures longitudinales dans la routé affecté par le glissement

33

(II.2)

Cinématique du glissement

33

(II.3)

Construction de l'ouvrage par couches

34

(II.4)

Affaissement de plus de 50cm du glissement en bas du talus (Les Abattoirs Ténès)

35

(II.5)

les modifications géomorphologiques de la surface du glissement de la Clapiers

36

(II.6)

L'éboulement des Ruines de Séchilienne

37

(II.7)

Une coulée de boue a frappé le nord de l'Indonésie

38

(II.8)

Le village de Guinsuagon enseveli sous la boue

38

(II-9)

Glissements de La Leona près de San Vicente(a) et de Las Collinas (b).

39

(II-10)

Morphologie de la zone de glissement de Villatina Medellin en Colombie.

40

(III-1)

différents types de pénétromètre

42

(III-2)

La boîte de Casagrande

45

(III-3)

appareil d'essai oedométrique

46

(IV.1)

Contrainte normale au plan de rupture.

51

(IV-2)

facteurs influençant la stabilité du talus.

53

(IV-3)

pente infinie de surface de rupture plane

54

(IV-4)

La masse du talus découper en tranches

57

(IV-5)

Les forces agissant sur une tranche

60

(IV-6)

Représentation des forces inter-tranches sur une tranche.

62

(IV.7)

La représentation des forces sur une tranche dans la méthode de Bishop

64

(IV.8)

Représentation des forces sur une tranche.

68

(IV.9)

La représentation des forces sur une tranche

69

(IV.10)

Résultante des forces parallèles

70

(IV.11)

représentation de toutes les forces inconnues sur une tranche dans la méthode de Spencer.

70

(IV.12)

les coordonnées pour une surface de rupture non circulaire utilisée dans la

71

 

méthode de Spencer.

 

(IV.13)

représentation graphique des forces sur une tranche

72

(IV.14)

le facteur de sécurité partir des moments d'équilibre

77

(V.1)

Une Illustration d'une surface de rupture circulaire

89

(V.2)

Les menus disponibles sur logiciel SLOPE/W

90

(V.3)

détermination de la surface de rupture par la méthode ((Grid and Radius»

92

(V.4)

détermination de la surface de rupture par la méthode ((Entry and Exit

93

(V.5)

L'interface de logiciel SAS-FEM2008

94

(V.6)

Les menus disponibles sur logiciel SAS-FEM2008

94

(VI.1)

Prise à 421m d'altitude

100

(VI.2)

Prise à 421m d'altitude

101

(VI.3)

début et fin de talus.

102

(VI.4)

maillage des coordonnés

103

(VI.5)

Dispositif de l'essai de cisaillement.

108

(VI.6)

Courbe intrinsèque (remblai & argile)

113

(VI.7)

Les dimension de talus El_Riadh

115

(VI.8)

détails du talus étudié

116

(VI.9)

Résultat obtenu par Méthode de BISHOP

119

(VI.10)

Résultat obtenu par Méthode de MORGENSTEM-PRICE

120

(VI.11)

Résultat obtenu par Méthode de JANBU

120

(VI.12)

Résultat obtenu par Méthode de SPENCER

121

(VI.13)

Résultat obtenu par Méthode G.L.E

121

(VI.14)

Résultat obtenu par Méthode de FELLENIUS

122

(VI.15)

la déformée.

123

(VI.16)

Les Vecteurs de Déformation

123

(VI.17)

La sufrace de rupture

124

(VI.18)

Graphe des Coefficients Sécurité /Nombre des itérations

124

LISTE DES TABLEAUX

(I.1)

TITRE

Classification selon la taille des composants, les volumes et les vitesses.

Page 17

(I.2)

Classification selon l'activité en fonction de l'évaluation de la vitesse

moyenne de glissement à long terme.

19

(I.3)

Classification selon la profondeur de la surface de glissement (En m sous la surface du sol).

20

(IV.1)

Classification FS en fonction de l'importance de l'ouvrage

49

(IV.2)

Les hypothèses, les équations et les inconnus dans les méthodes d'analyses

74

(VI.1)

les coordonnés du projet.

99

(VI.2)

RESULTATS OBTENUS POUR LE REMBLAI

111

(VI.3)

RESULTATS OBTENUS POUR L'argile verte .

111

(VI.4)

Résultats obtenues.

114

(VI.5)

Résultats de calcul par méthode manuelle

117

(VI.6)

Résultats de réévaluation des coefficients de sécurité

118

(VI.7)

Résultats de calcul par Géostudio 2002

122

(VI.8)

Résultats de calcul

125

Introduction

Le phénomène de glissement de terrain est considéré comme dangers naturel permanents rencontrés dans tous les pays du monde car l'importance des effets de glissement pouvant engendrer des dégâts humains et matériels pouvant se chiffrer en plusieurs millions de Dollars dont les gouvernements doivent prêter beaucoup d'attention.

Pour cela, il faut compte tenu de ces phénomènes et de leurs dangers, et de prendre les précautions convenable pour détecter les zones instables afin de trouver les meilleurs solutions de protections ou de traitements.

But du projet

Le projet de fin d'étude qui nous a été confié par la direction des travaux public DTP de Saida est basé sur l'étude de la stabilité d'un versant naturel situé dans la commune de Saida (Riyadh). L'étude s'intéresse à la vérification de la stabilité de ce talus par le calcul de son coefficient de sécurité par plusieurs méthodes afin de les comparer.

Organisation de la thèse

Pour bien présenter les informations sur la stabilité des talus et éclairé les axes de notre étude, la thèse a été articulée suivant les points suivants:

· Chapitre I : Introduction général sur le glissement de terrain: dans ce chapitre On a essayé de donné une aidé sur le phénomène de glissement de terrain, ses types et ses causes.

· Chapitre II: Etude pathologiques : on a représenté dans ce chapitre quelques cas pathologiques dus aux glissements des terrains en plusieurs pays dans le monde pour but de savoir l'importance de l'étude de stabilité des talus.

· Chapitre III: reconnaissances des sols : une présentation générale sur les tests de reconnaissances de sol.

· Chapitre IV: Les méthodes d'analyse de la stabilité des pentes : dans ce chapitre on a présenté les différentes méthodes de calculs qui peuvent être utilisées dans l'analyse

de la stabilité des talus en détail (principes et théories de calcul), et l'évaluation de coefficient de sécurité.

· Chapitre V : présentation des logiciels utiisés : On a donné les caractéristiques générales des logiciels utilisés pour les calculs des talus, avec une démarche simple pour définir un problème de talus dans différent logiciel. Ce chapitre peut être considéré comme un manuel simple pour analysé les talus utilisant des logiciels informatiques.

· Chapitre VI: Etude de cas «Talus Ryiadh » : dans ce chapitre une application directe des différentes méthodes pour calculer le coefficient de sécurité d'un talus existe à la Wilaya de Saida après une présentation géométrique et géotechnique de ce talus. Finalement une comparaison entre toutes les méthodes utilisées a été présentée et discutée.

· Conclusions générales : une conclusion générale sur notre étude.

I.1. Introduction :

Les profondeurs des surfaces de glissement varient ainsi de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres de profondeur. On parle de glissements superficiels dont les signes visibles en surface sont souvent spectaculaires (fissures dans les murs des habitations, bourrelets dans les champs, poteaux penchés...) et de glissements profonds qui présentent moins d'indices observables et qui sont donc plus difficilement détectables.

La nature géologique des terrains est un des principaux facteurs d'apparition de ces phénomènes tout comme l'eau et la pente. Les matériaux affectés sont très variés (roches marneuses ou schisteuses, formations tertiaires altérées, colluvions fines, moraines argileuses, etc.) mais globalement la présence d'argile en forte proportion est toujours un élément défavorable compte tenu de ses mauvaises caractéristiques mécaniques. 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.

L'objectif de ce chapitre est de définir en premier lieu les différents types de glissements de terrain selon leur vitesse (les écoulements, les coulées, le fluage et les glissements) et selon la morphologie de leur surface de rupture et d'envisager en second lieu les principaux causes qui peuvent mobiliser ces glissements et de citer en dernier lieu les différentes informations nécessaires pour identifier le type de glissement de terrain probable et son degré de danger vis-à-vis à son intensité.

La détermination du type de glissement de terrain (glissement plan, circulaire ou quelconque) selon les informations disponibles tel que la géométrie, les caractéristiques mécanique et élastique, et surtout la présence des eaux souterraines et des nappes phréatiques, permet de proposer des analyses et méthodes de calculs pour les différentes modes de rupture.

Qu'il s'agisse de glissements de terrain, d'éboulements ou encore de coulées boueuses, on est cependant toujours en présence du déplacement gravitaire d'un volume de roche ou de sols déstabilisées sous l'effet de sollicitations naturelles (forte pluie, cycle gel/dégel, séisme, fonte des neiges...) ou anthropiques (terrassement, déboisement...).

Chapitre

I : Introduction général sur les glissements

de terrain

 

s d'accélération parfo

is brutale à

 

C es différents phéno mènes évoluent irréguli d'évolution lentes à des phase ou moi ns graves.

èrement dans le temps, passant de phases l'origine de catastrophes plus

La vitesse de déplac ement des différents phénomènes permet de distinguer deux grands ensembles de mouve ments de terrain: les mouvements lents et co ntinus pour lesquels la déformation est progressive, parfois accompagnée de rupture mais e n principe d'aucune accélération brutal e. Il s'agit des phéno mènes de fluage et des glissements. Les mo uvements rapides et discontinus, eux-mêmes divis és en deux groupes, selon le mode de propagation des matériaux : en ma s se lorsqu'i l s'agit de matériaux rigides (roche), ou à l'é tat remanié quand il s'agit d e matériaux meuble (argile). Ce s ont les chutes de pierres et de blocs, les éboulements, les coulées boueus e s.

I.2. D e

I

critères

de la surface de rupture, cau s

cinématique du mouvement et la

celles b

asées sur la

scriptio n

l existe de
(nature de

:

nombreus es classifications des g lissements de terrain basées sur différents terrain, cinématique du mouvement, vitess e du mouv ement, morphologie

e de la rupture...). Nous ne déc rirons dans ce paragraphe que

morpholo gie de la surface de rupture.

des gliss

ements d

e terrain

Nous rapp elons dans la figure (I. terrain avec sa terminologie détaillée.

1) le schéma en bloc diagramme

d'un glissement de

 

Fig. (I.1):

Bloc diagramme d'un

glissement

de terrain

 

I.2.1 Vitesse et durée des mouvements :

L'évolution dans le temps d'un glissement de terrain peut conduire à distinguer 4 familles qui se différencient par la brutalité du phénomène :

- les écroulements ;

- les glissements ;

- les fluages ;

- les coulées

I.2.1.1. Les écroulements et les éboulements :

Les éboulements au sens large (phénomènes de chute) sont des mouvements rapides de masses. Le matériel éboulé, qui s'est détaché du massif rocheux selon des surfaces de discontinuité (pendage, schistosité, fissures ou fractures), parcourt la plus grande partie de son déplacement dans l'air.

Ces phénomènes peuvent être classés en trois catégories: chutes de pierres et de blocs, éboulements (au sens strict) et écroulements. En général, on peut les subdiviser en trois domaines: la zone d'arrachement, la zone de transit et la zone de dépôt.

o Chutes de pierres et de blocs : Les chutes de pierres et de blocs sont caractérisées par

la chute sporadique de blocs plus ou moins isolés (pierre: Ø < 50cm; bloc: Ø > 50cm).

Ce processus, répété ou soumis à des pointes saisonnières, caractérise la désagrégation continuelle d'une falaise rocheuse, déterminée par ses conditions géologiques, son exposition et son altération. L'estimation du volume des matériaux rocheux qui présente un danger potentiel de chute n'est possible qu'au moyen d'études détaillées de la roche.

Fig. (I.2): Chutes de pierres et de blocs.

Page 14

Chapitre

I : Introduction général sur les glissements

de terrain

 

Les vitess e mouve ments d'un e de roul ement.

s de chute pierre ou d

vont gén é 'un bloc, i l

ralement de 5 à 30 m/s. Dans la description des convient de distinguer entre les phases de rebond et

 

que l'é nergie cinétique de la plupart des arbres.

Dans les pentes dont l 'inclinaison est inférie ure à 30° environ, les

en mouvement tendent en général à s'arrêter. La forêt joue un

pierres et les blocs
rôle très important, par le fait
blocs est fortement ré duite par le urs chocs c ontre les

Le mode de rupture au sein du ma ssif a en général peu d'influenc e sur le déroulement de l'év énement. En comparai s on avec le phénomène d'écroule ment, les interactions entre les

éléments de roche formant l'éboulement et l'énergi e mise en oe uvre sont relativement limitées.

Les vite sses de tran sport se situent princip alement e ntre 10 et 4 0m/s.

o Ebouleme nt : Lors d' un éboule ment (au sen s strict), un volume de roche important, se

volume Dans de

fragme ntant plus ou moins intensément, se détache en bloc du massif roc heux et s'éboule. Le de matériaux concernés est en g énéral compris entre 1 00 et 10000 0m3 par événement. s cas exce ptionnels, des volumes sensiblement plus grands peuvent s'ébouler.

Fig. (I.3): Un Ebou

lement.

 

Dans la pratique, l'estimation d' un volume de roche qui présente un danger p d'éboulement exi ge des études détail lées du massif rocheux, comp renant une approfondie de l'o rientation spatiale des surfaces de discontinuité.

otentiel
analyse

 

Fig. (I.4): Liaison entre les éboulements et les chutes de blocs

o Ecroulement : Lors d'un écroulement, un grand volume du massif rocheux (un à

plusieurs millions de m3) se détache soudainement, sans que le mode de rupture correspondant ne soit déterminant. Le mécanisme initial peut par exemple s'expliquer par le développement d'une surface de glissement inclinée. Le mécanisme de mouvement de l'écroulement est déterminé par la topographie, de même que par l'interaction marquée entre les composants de la masse écroulée et par leur fragmentation intense.

Les caractéristiques particulières de ce phénomène sont des vitesses de chute élevées (de plus de 40m/s) et de très grandes distances de transport (pouvant souvent atteindre plusieurs kilomètres). Compte tenu des grands volumes concernés, les écroulements peuvent modifier le paysage de façon durable. Les énormes masses écroulées forment souvent des barrages naturels dans les vallées de montagne, obstruant les cours d'eau et créant des retenues; en cas de rupture catastrophique du barrage, elles entraînent un danger d'inondation pour les régions en aval.

Fig. (I.5): Un écroulement

Le tableau ci-dessous résume les principales caractéristiques qui nous permettent de différencier entre ces phénomènes.

Tableau (I.1): Classification selon la taille des composants, les volumes et les vitesses.

Chute de pierres

ø < 50cm

Chute de blocs

ø > 50cm

Eboulement Volume

Vitesse

100 -100000m3 10 - 40m/s

Ecroulement Volume

Vitesse

> 1 mio.m3 > 40m/s

 

I.2.1.2. les glissements :

Les glissements de terrain sont des mouvements de masses compactes et/ou de terrain meuble glissant vers l'aval. Ils résultent d'une rupture par cisaillement et se produisent en général sur des talus ou des versants de pente modérée à raide. Les instabilités naturelles de ce genre sont extrêmement courantes et apparaissent sous de nombreuses formes, étonnamment diversifiées.

Fig.(1.6): Un glissement.

La plupart du temps, l'eau joue un rôle important dans les glissements de terrain, par l'action des pressions interstitielles, des écoulements souterrains ou par les pressions dues au

Chapitre

I : Introduction général sur les glissements

de terrain

 

gonflement des minéraux arg ileux. En simplifiant b eaucoup, o n peut distinguer deux types de glisse ments:

o Les glisse ments de type rotationnel : Sont en gé néral de volume limité. Ils se

produis ent princip alement dans des terrains meubl es homogè nes surtout argileux et silteux. Dans une coupe verticale, la surface de glisse ment est circulaire et plonge presque vertical ement dan s la niche d 'arrachement. En règl e générale, le mécanisme du gliss ement ne provoque qu'un faible remani ement interne du matériel glissé.

Des dépres sions ave c crevasses ouvertes et des fissures de traction sont souvent visibles dans la moitié supéri eure du glis sement, alors que la masse glissé e tend à s'étaler et à se désagréger au front du glis sement, où peuvent se former des écouleme nts de boue (coulées de terre ) en cas de saturation en eau de la masse.

o L

terrain

es glisse ments tran slationnels: Lors de glissements translation n els, les couches de ou les ens embles de couches str atifiées gli ssent sur u ne zone de faiblesse existante (souve nt pendage stratigraphi que, disco ntinuité stra tigraphique , schistosit é , plan de fissure ou de rupt ure). En p lan, la taill e de tels g lissements est très va riable et p e ut compre ndre des surface s allant de quelques m ètres carrés à plusieurs kilomètres carrés.

L'épaisseu r des mass es en mou vement att eint fréque mment pl usieurs diz aines de

mètres. Les zones de flysch, l e s schistes marno-calc aires ou les schistes métamorphi ques sont

les for mations les plus sujette s à ce genr e de glisse ment.

La figu re ci-desso us schémati s e les deux types de gl issement.

Fig. (I .

(a)

7): les deu x

(b)

types de g lissement (plan (a) et

rotationnel (b))

 

· Vitesse moyenne de mouvement des glissements: La vitesse moyenne de mouvement des glissements atteint le plus souvent quelques millimètres par an pour un glissement substabilisé, très lent, et quelques centimètres à quelques décimètres par an pour un glissement actif.

Il existe quelques cas exceptionnels où le glissement peut être bien plus rapide et où la masse en mouvement, sans perdre sa compacité, peut atteindre plusieurs décimètres par jour. Exceptionnellement, des mouvements très rapides peuvent se produire.

Tableau (I.2) : Classification selon l'activité en fonction de l'évaluation de la

vitesse moyenne de glissement à long terme.

Glissement

Vitesse de glissement

substabilisé, très lent

0 - 2 cm /an

peu actif, lent

2 - 10 cm /an

actif (ou lent avec phases rapides)

> 10 cm /an

 

· Classification : Les glissements peuvent être classés selon la profondeur estimé de la surface de glissement et selon la vitesse moyenne à long terme des mouvements (comme mesure de leur activité). Lors de l'évaluation du danger potentiel que représente un glissement, on ne doit pas seulement considérer le volume ou la vitesse du glissement.

Il faut aussi tenir compte des mouvements différentiels qui se manifestent et qui peuvent conduire au basculement des bâtiments ou à la formation de fissures. Les glissements peuvent aussi se transformer en glissements coulée (coulées de terre) et atteindre des zones très étendues. Il faut enfin prendre garde aux interactions entre glissements de terrain et cours d'eau, par lesquelles de grandes masses de matériaux alluvionnaires peuvent être mobilisées.

Ce phénomène peut conduire à la formation d'une retenue sur un cours d'eau, puis entraîner des débâcles (laves torrentielles) qui mettent en danger les zones situées en aval.

Tableau (I-3): Classification selon la profondeur de la surface de glissement (En m sous la
surface du sol).

Glissement

Surface de glissement

superficiel

0 - 2m

semi profond

2 - 10m

profond

>10m

 

I.2.1.3. Solifluxion, coulées boueuses et glissements coulées :

D'une manière générale, la solifluxion et les coulées de boue désignent tous les mouvements de sols ou formations superficielles, en relation directe avec le franchissement des limites de liquidité.

Les coulées ont lieu dans des formations argileuses, ou a granulométrie très fine, (argilite normalement consolidée à surconsolidée, marnes, schiste argileux, flysch argileux...) fissurées et saturées à plasticité moyenne.

Fig. (1.8): Une coulée boueuse.

Etant donné le caractère très particulier des formations argileuses (présence d'argiles gonflantes, forte sensibilité des caractéristiques mécaniques aux conditions hydriques, ...), les processus d'altération mécanique et chimique prennent une importance considérable dans les

processus de déclenchement des coulées boueuses. Les conditions climatiques, les apports d'eau superficiels et les nappes souterraines jouent un rôle important.

Sur le terrain, et d'un point de vue morphologique, les mouvements de solifluxion, ou d'anciennes coulées encore actives peuvent se repérer de plusieurs manières : traces de mouvements, présence de bourrelets, présence de petites marches d'escaliers, mais aussi grâce à la courbure des troncs des arbres présents.

Une coulée active présente, comme un glissement, une morphologie particulière qui peut se décomposer en trois grandes parties :

- une zone source : zone en forme de cuvette ;

- une zone de transition : chenal, limité par des levées latérales, assez long ou lobé, et alimenté par la zone source où transite les matériaux mobilisés ;

- une zone d'accumulation ou lobe : zone de faible pente ou les matériaux ont tendance à s'accumuler.

Dans certains cas, des glissements antérieurs peuvent déterminer la position d'une nouvelle coulée en raison des modifications occasionnées sur les écoulements souterrains.

Cette situation est, parfois, encore plus marquée, puisque les matériaux du glissement, en cours de progression, deviennent à l'aval des matériaux sources pour la génération d'une coulée de boue. Pour ce type d'événement, on parle de glissement coulée.

Les glissements du type "coulées boueuses" sont en général des événements rapides et de forte intensité, avec une « fluidisation » des matériaux glissés au niveau de la coulée. Ces matériaux présentent une faible cohésion initiale, et évoluent rapidement en une masse sans cohésion.

Une coulée, après son déclenchement, peut aussi continuer à évoluer lentement, par fluage ou par des phénomènes de solifluxion localisés, suivant les apports d'eau qu'elle reçoit, soit par infiltration directe, soit par le versant.

Les coulées boueuses se comportent donc, d'un point de vue rhéologique, comme un fluide à seuil, c'est-à-dire un fluide qui a besoin d'une sollicitation en cisaillement minimum pour s'écouler.

Chapitre

I : Introduction général sur les glissements

de terrain

 

I.2.1.4. Le fluage :

L est caractérisé par des mouvements lents et continus, mais à des vitesses

e fluage

faibles. Dans le ca s de fluage , il est diffi cile de mettre en évidence une surface de rupture. Le
mouve ment se produit généralement sans modification des efforts appliqués (contrairement
sements) : en fait le matériau est sollicité à un état proche de la rupture. Ce

aux glis

type de

oit se stabiliser, soit évoluer vers une rupture

.

mouve ment peut : s

mène de fl uage.

5) montre l e mécanisme du phéno

La figure ci-après (figure III -

Fig. (I.9): le phénomèn

e de fluage.

 

On distingue deux grandes catégories de déformation de fluage :

- la déformation volumique ;

- la déformation de cisaillement.

Le fluage e n déformation volumi que est causé par un état de contrainte isotropique.

cisaillement, quant à

lui, est provoqué par la partie

Il dépend de l'écoulement de l'eau libre interstitielle et de la variation relative du volume du squelette inter granulaire. L e fluage au

déviato rique du te nseur de co ntraintes.

ssion interstitielle est

seul. La déformation

cisaillement homogène, ou de la

nulle alor

s le squel ette inter-granulaire

de fluage au cisaillement est

boîte de

T ment la pre

héorique

supporte les contraintes appl i quées tout

étudiée à l'aide de l'appareil

a boîte de

triaxial, de l

cisaillement plan.

I.2.2. Forme de la surface de rupture :

La forme des surfaces de rupture dépend beaucoup des caractéristiques du matériau. Dans les terrains plutôt rocheux, les surfaces de glissement seront liées aux surfaces de discontinuité, dans des terrains plus meubles et homogènes, les surfaces de rupture seront grossièrement des cercles en deux dimensions ou des ellipsoïdes en trois dimensions. Dans des terrains hétérogènes, les surfaces de rupture pourront être une combinaison de surfaces circulaires et planaires, mais cela pourra être une forme quelconque. La surface de rupture, d'une manière générale, passera par les zones de terrain dont les caractéristiques sont les plus faibles.

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