Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Analyse bibliographique 3.4.0
Mouvements de terrain

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Analyse spatialisée des connaissances par domaines géographique
Mise à jour : Février 2015


 


FACTEURS DE CONTRÔLE
DES MOUVEMENTS DE TERRAIN

Reconstitutions paléoclimatiques

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Cortina d’Ampezzo et Corvara Badia (Dolomites, Alpes italiennes orientales) :
Après analyse statistique d'un jeu de données composé de 73 âges radiocarbonnes conventionnels obtenus sur 24 mouvements de terrain, quatre périodes d'augmentation des glissements ont été identifiées : I. de 10700 à 8400 cal BP, entre le Dryas récent et le Préboreal ; II. de 8200 à 6900 cal BP, pendant l'Altlantique ancien ; III. de 5800 à 4500 cal BP, entre l'Atlantique et le Subboréal ; et IV. de 4000 à 2100 cal BP, entre le Subboréal et le Subatlantique. Ces périodes ont été comparées à différents enregistrements paléoclimatiques tardiglaciaires et holocènes, pour vérifier la correspondance entre les périodes d'activité accrue des mouvements de terrain et les périodes froides et humides reconnues à différentes échelles spatiales.

Considérant la reconstruction de l'évolution du climat pendant l'Holocene, grâce aux bases de données poliniques, une reconstruction détaillée de la température avec une résolution temporelle jusqu'à 100 ans à l'échelle régionale des Alpes est disponible. On peut conclure que la variabilité du climat Holocène a été contrôlée par les changements dans les régimes des précipitations, en terme d'intensité et de durée. Ainsi, considérant la signification des régime de pluie et la réponse hydrologique des versants dans le déclenchement des mouvements de masse, après avoir exclu l'influence directe de la sismicité et des activités humaines, les périodes d'activité accrue des mouvements de terrain ont été comparées à différents enregistrements paléoclimatiques tardiglaciaires et holocènes, pour vérifier le contrôle climatique sur la périodicité des événements de mouvements de terrain.

Malgré les difficultés intrinsèques à la corrélation des enregistrements paléoenvironnementaux, qui sont principalement dues à différentes échelles spatiales (locale, régionale et globale), des résolutions temporelles différentes et plusieurs contraintes de datation, plusieurs indications remarquables sont apparentes. Les périodes d'instabilité accrue des versants trouvées dans les Dolomites montrent une corrélation plutôt bonne en particulier avec les indicateurs d'un climat froid et humide, suggérant que ces phases pourraient avoir été sous contrôle climatique et, en particulier, qu'un bilan hydrique positif pourrait avoir joué un rôle majeur en conditionnant l'activité des mouvements de terrain à l'échelle du siècle et du millénaire. Il est clair qu'un bilan hydrique positif a pu se produire dans différentes conditions environnementales. D'un côté, une augmentation de l'intensité et/ou de la durée des pluies pourrait être significative à toutes les échelles de temps, en même temps que la variabilité de l'évapotranspiration contrôle aussi par les changements de régimes thermiques.

Les phase de fréquence minimale des mouvements de terrain identifiées par Borgatti et al. (2007) alternant avec des périodes d'activité accrue correspondent aux phases d'extension glaciaire réduite, avec des étés plus chauds et/ou des précipitations réduites.

Les processus gravitaires sont premièrement contrôlés par les facteurs de prédisposition géologique et structurale, qui peuvent être différents d'une région à l'autre, mais cet enregistrement montre que les modulations apparentes sont clairement induites par les changements climatiques à l'échelle du siècle et du millénaire. De plus, dans les châines de montagne anciennement englacées,les effets à long terme de la déglaciation et la fonte du permafrost peut conduire à des effets opposés aux tendances climatiques actuelles, comme dans le cas du groupe d'âges datés au début de l'Holocène. Les effets des périodes froides doivent également être examinés, comme dans le cas de l'événement de 8,2 ka, qui semble avoir laissé une signature claire dans le paysage. En conclusion, pendant l'Holocène supérieur, la tendance à long terme vers une stabilité accrue des pentes après que la dernière déglaciation pourrait alors être contrebalancée par les effets de l'activité humaine, à partir 4 de ka calorie BP.

Cette étude porte sur les relations entre les changements climatiques et l'évolution des versants dans les Dolomites pendant le Quaternaire supérieu, avec une attention particulière portée aux processus de mouvements de terrain. , with particular attention paid to landslide processes. La prémisse de base est que les modifications de la fréquence des mouvements de terrain peut être interprétée comme des changements des conditions hydrologiques des versants, qui sont elles même controlées par le climat.

Pour analyser l'occurrence temporelle des glissements de terrain, les distributions de probabilité ont été sommées pour chaque datation, produisant des histogrammes pour chaque site d'étude et pour les deux sites ensemble. Avec cette procédure, en plus des datations directes des événements de glissements de terrain, les âges obtenus à partir de sédiments lacustres ont été considérés.

Partant de la synthèse du jeu de données présenté dans Soldati et al. (2004) et de onze nouvelles datations, la séquence d'instabilité accrue des versants a été à nouveau développée, en analysant la distribution statistique des âges radiocarbones calibrés.

Borgatti & Soldati 2010 - A

Upper Durance catchment (Southern French Alps):
La cartographie des 81 instabilités de versant identifiés et classés impliqant des volumes supérieurs à 100 m3 dans le bassin de la haute Durance montrent que différents types de rupture sont associés à des secteurs spécifiques : les avalanches rocheuses se trouvent autour du massif des Ecrins, les glissements-coulées ("earthflows") sont fréquents dans les vallées du Guil, de la Cerveyrette et de la Guisane, et le fauchage ("rock topples" : basculements rocheux) se produit principalement dans le haut bassin de la Clarée. La distribution des écroulements majeurs est étroitement associée aux secteurs affectés par les valeurs les plus fortes de décompression (contrainte normale et longitudinale: σ=5000–9000 kPa et τ=200–300 kPa) et aux versants présentant les plus fortes pentes (100 à 150%). Dans le secteur de Vallouise, 34 instabilités ont été identifiées et cartographiées : 6 écroulements majeurs et/ou avalanches rocheuses, 9 glissements-coulées (earthflows) et 19 glissements rocheux translationnels. La compraison des gammes d'altitude de ces instabilités de versant avec l'altitude reconstituée de la "trimline" (limite supérieure des modelés d'érosion glaciaire) montre que celles-ci se sont principalement produites dans des secteurs anciennement englacés. Les ruptures de versant les plus importantes sont situées là où la contrainte longitudinale était très forte (jusqu'à 250 kPa), comme dans la vallée du Gyr, le bassin de Pelvoux, et la partie inférieure de la vallée de l'Onde. Au contraire, les sites de basculements rocheux et de glissements-coulées tendent à être associés à d'anciennes contraintes basales plus modérées (σ=000–5000 kPa et τ=100–200 kPa), mais ces ruptures affectent des contextes lithologiques spécifiques. Collectivement, ces données montrent que la lithologie a conditionné le type d'instabilité de versant observé dans la plupart des cas. Cependant, la coïncidence spatiale de la plupart des rupture de versant avec les secteurs où le chargement glaciaire a imposé de fortes contraintes de compression normales et longitudinales, ainsi que la prépondérance des ruptures de versant au-dessous de la "trimline", supportent clairement la notion selon laquelle le relâchement paraglaciaire des contraintes a joué un rôle majeur dans la dégradation et la rupture des versants rocheux.

La comparaison sur SIG de la distribution des ruptures de versant avec celle des zones où de fortes contraintes imposées par le chargement glaciaire ont été reconstituées fournit une nouvelle méthode pour intégrer l'influence paraglaciaire de relâchement des contraintes dans les modèles d'instabilité de versant. Il a été montré que les principales zones instables sont situées dans les secteurs autrefois englacés. Cette distribution est conforme aux observations effectuées dans d'autres zone de montagne alpine. L'influence paraglaciaire sur l'instabilité des versants rocheux est ici supportée par deux jeux de données. À l'échelle régionale, la localisation des glissements de terrain est associée aux fortes contraintes basales normales et longitudinales imposées par le glacier ; la localisation des avalanches rocheuses est en particulier fortement associée aux sites de fortes décompressions. À une échelle plus locale, l'hypothèse de l'origine paraglaciaire de la déformation post-glaciaire des roches moutonnées est supportée à la fois par la géométrie et par la localisation des diaclases ouverte par relâchement des contraintes.

Cette étude associe une reconstruction à plusieurs échelles spatiales au contexte chronologique de la déglaciation et des instabilités rocheuses dans le bassin de la haute Durance. Les auteurs commencent par documenter les forces de décompression impliquées par l'ancienne extension du glacier et l'application des lois glaciologiques dans le cadre d'un Système d'Information Géographique (SIG). Secondement, à l'échelle régionale, ils inventorient les instabilités et comparent leur localisation à celle des secteurs où les contraintes à la fois normales et longitudinales (appliquées par l'ancien glacier) étaient maximales. Troisièmement, ils sélectionnent des sites (i) pour considérer dans quelle mesure les ruptures ont été préférentiellement déclenchées dans la partie inférieure des versants, où les contraintes imposées par le glacier étaient les plus forte, et (ii) pour comparer les modèles de fracturation de la roche sur la face amont des bares rocheuses (fortes contraintes imposées) et sur leur face aval (faibles contraintes imposées). Finallement, des repères chronologiques fournissent l'opportunité de tester si l'âge des ruptures est en accord avec les modèles proposésd'évolution paraglaciaires des versants.

Méthodes utilisées:
- Reconstruction de l'extension du glacier
- Identification des impacts de la décompression post-glaciaire: (1) Etude des instabilités de versant à l'échelle régionale et (2) des effets du relâchement des contraintes à plus petite échelle
- Datations de l'âges d'exposition au rayonnement cosmique (10Be)

Cossart & al. 2008 - A

Tyrol (Alpes autrichiennes) :
Dans les Alpes orientales du Tyrol, plusieurs secteurs aux escarpements bien exposés montrent que les ruptures de versant ont été clairement contrôlées structuralement par la propagation des fractures et la coalescence des failles cassantes et des systèmes de joints. En raison de l'approfondissement des vallées par les processus fluvio-glaciaires au Pléistocène, les changements morphologiques ont découvert des plans de glissements orientés préférentiellement et causé des redistributions de contraintes dans les versants excavés. Depuis lors, des processus complexes et dépendant du temps de propagation sous-critique des fractures ont affecté la stabilité des versants.

Pour identifier les causes potentielles et les facteurs déclenchants des glissements de terrain, une première compilation exhaustive des mouvements de terrain datés au Tyrol et dans ses environs a été réalisée. Elle révèle que la majorité des mouvements de l'Holocène n'ont évidemment pas été directement déclenchés par les processus de déglaciation, mais ont necessité un temps de préparation de l'ordre de 1000 ans, après le retrait de la glace, jusqu'à la rupture des versants. Certains des plus grands glissements de terrain dans les Alpes se sont produits au début de l'Holocène, vers 10 500–9400 cal BP. De façon remarquable, plusieurs glissements rocheux profonds au Tyrol se montrent temporellement groupés, vers 4200–3000 cal BP, et certains d'entre eux sont aussi groupés spatiallement. Cela indique d'importants changements environnementaux dans cette région au milieu de l'Holocène.

Dans le Tyrol, plusieurs grands glissements sont rencontrés près de systèmes de failles actives. Les données sismologiques régionales enregistrent des événements sismiques comparativement de forte magnitudes M ≤ 5.3 et des intensités épicentrales de I0 ≤ 7.5° ainsi que d'autres, qui sont caractérisés par des intensités plus faibles mais avec des hypocentres superificiels situés à des profondeurs de seulement 3-4 km. Les failles actives peuvent non seulement déclencher directement des mouvements de masse, mais elles peuvent aussi produire des masses rocheuses intensément fracturées et non-cimentées. Ainsi, le chargement dynamique répété, même à des niveaux d'énergie sous-critiques, initie la propagation des fractures cassantes et provoque des instabilités de versant.

En terme d'occurrence temporelle, quelques ruptures de versants rocheux coïncident avec (i) des glissements datés dans les régions alentours, (ii) une activité accrue des laves torrentielles et, partiellement, avec (iii) les fluctuations glaciaires dans les Alpes centrales autrichiennes. En les combinant, ces données peuvent servir d'indicateurs des conditions paléoclimatiques et peuvent indiquer des périodes d'accroissement des précipitations et des écoulements souterrains. Cela à son tour, contrôle la pression interstitielle à l'intérieur des masses rocheuses fracturées et favorise une rupture progressive. Ainsi, les mouvements de terrain structuralement et morphologiquement prédisposés ont été préparés et déclenchés non pas par une cause unique, mais par les interactions complexes et polyphasées de plusieurs processus de dégradation de la résistance des roches. Les déformations profondes de versant peuvent être attribuées à des densités critiques de fractures dues à la propagation et à la coalescence de discontinuités cassantes. Cela est favorisé par différents processus dépendant du temps et en interractions, qui comprennent (a) des redistributions de contraintes dues au chargement et au déchargmenet glaciaire, (b) la croissance subcritique des fissures, (c) l'activité sismique et (d) les changements de pression interstitielle sous contrôle climatique. N'importe lequel de ces mécanismes de déstabilisation, même à des seuils seulement sous-critiques, peut déclencher la rupture si la stabilité du versant est déjà proche de sa limite d'équilibre.

Cette étude traite de la distribution temporelle des mouvements de terrain datés dans le Tyrol (Autriche) et dans les secteurs alentours. Plusieurs glissements profonds s'y classent parmi les plus gros événements dans les Alpes et montrent une distribution spatiale concentrée. Pour évaluer la distribution spatiale et temporelle des glissements, une première compilation exhaustive des mouvements de terrain datés dans les Alpes orientales a été réalisée. Elle fournit un aperçu des causes potentielles et des mécanismes de dégradation de la résistance des roches qui ont pu favoriser les instabilités de versant au cours de l'Holocène. À présent, plus de 480 glissements différents du Tyrol et de ses environs incluant environ 120 événements fossiles sont enregistrés dans une base de données spatialisée couplée à un SIG. Prager & al. 2008 - A

Apennins du Nord (pente Emilia Romagna) :
La plupart des glissements de terrain actuels dans les Apennins sont des réactivations de glissements pré-existants, qui sont survenus dans des périodes avec des conditions climatiques et géomorphiques différentes de celles d’aujourd’hui.

A partir des données climatiques et radiocarbone disponibles, il semble raisonnable de regrouper les glissements étudiés en trois groupes. Le premier groupe fait référence aux glissements qui sont survenus au cours de la transition entre le Pléistocène Tardif et l’Holocène, probablement comme conséquence des changements climatiques rapides qui ont précédés (placés approximativement pendant la période d’Alleröd 13 350- 12 650 an cal BP) une oscillation de réchauffement du climat entre le Dryas II et le Dryas III (12,650– 11,600 an cal BP) et suivi par le Drays III.

Successivement, la base de données présente un manque d’événements pour 1 500 ans (6 500 – 4 900 an cal BP). Ceci est la période la plus chaude de l’Holocène, connue sous le nom d’Atlantique, pendant laquelle l’Optimum Climatique a été atteint, 5 750 ans BP.

L’activité des glissements a de nouveau pris place au passage entre l’Atlantique et le Sub Boréal. Il est possible de séparer deux périodes d’activités : la première (4 900 – 3 900 an cal BP) pendant l’Oscillation de Piora et la seconde de 3 195 à 2000 an cal BP.

Péninsule italienne :
D’autres résultats prometteurs peuvent être obtenus en analysant les données extraites de la base de données du projet AVI (Guzzetti et al.1994) qui rassemble plus de 3 000 glissements de terrain enregistrés dans la péninsule italienne. Il y a de nombreux pics d’activité des glissements de terrain qui coïncident partiellement avec des périodes de détérioration climatique qui ont pris place de manière cyclique au cours des 5 derniers siècles.

Dolomites :
La corrélation entre l’activité des glissement de terrain et des périodes climatiques plus froides trouve également confirmation dans des études récentes menées dans les Alpes Italiennes de l’Est où Corsini et al. 1999 et 2000 obtiennent des résultats similaires dans une zone majoritairement broyée par les glaciers würmiens.

Ces données sont en désaccord partiel avec d’autres investigations menées en Europe du Nord et en Europe Centrale (González Díez et al.1996) qui montrent une augmentation de l’activité des glissements pendant des périodes plus humides et peut être plus chaudes. Comme souligné également par Dikau and Schrott1999, la non concordance des activités de mouvements de terrain à travers l’Europe peut être expliquer à la fois par des facteurs climatiques et géomorphologiques.

Des tourbières peuvent se développer à la surface des glissements de terrain parce que le mouvement entraîne la formation de contre pente et de dépressions sur les mamelons de terre, provoquant des problèmes de circulation de l’eau. Ce genre de situation ne permet pas une datation radio métrique directe du glissement car il est impossible de déterminer si les matériaux datés ont réellement été déplacés quand le mouvement est survenu. Si la dépression est due au glissement, la datation radiocarbone peut donner un age minimum.

Des souches ont été trouvées enfouies dans les débris des glissements. Ce genre de situation peut donner des datations radio métriques très précises sur le glissement de terrain si la souche est toujours en place. Des bûches ont également été trouvées mélangées avec le flot de terre qui constitue le corps du glissement.

Le glissement a provoqué le barrage d’une rivière et parfois des éléments utiles à la datation ont été retrouvés dans la tourbière qui se forme en amont de la section de rivière obstruée. Ce genre de découverte ne permet qu’une datation de l’age minimum du glissement.

Bertolini & al 2004 - A

Alpes suisses :
La répartition hétérogène d'événements d'instabilités de terrain dans le canton de Fribourg au cours du Tardiglaciaire et de l'Holocène est mise ici en évidence et des périodes à occurrence élevée des instabilités de terrain apparaissent clairement. Il s'agit des intervalles de temps suivants : 11000-10250, 6250-4800, 3600-2100 et 1700-300 cal BP.

Si la corrélation est moins évidente à l'échelle de la Suisse qu'à celle de Fribourg, 4 périodes à occurrence élevée se distinguent tout de même 11600-10200, 7000-4800, 3800-2100 et 1900-150 cal BP.

Au niveau européen, des corrélations peuvent être établies entre les données de différents pays, comme par exemple l'axe est-ouest reliant l'Europe de l'ouest, l'Europe centrale et l'Europe orientale. En revanche des disparités évidentes limitent fortement l'analogie des occurrences d'instabilités de terrain sur un axe européen nord-sud.


Une fois ces résultats comparés aux données climatiques, il apparaît alors que les hautes fréquences d'instabilités de terrain interviennent parallèlement à la mise en place de conditions climatiques globalement plus humides et plus froides. L'eau restant le paramètre déterminant dans les processus de mouvements de terrain, la mise en place de conditions climatiques humides est beaucoup plus importante en soi que l'intervention de conditions climatiques froides. En effet, les périodes de mouvements de terrain accrus se corrèlent également bien avec les périodes de fonte du permafrost succédant aux récurrences glaciaires de Daun et du Dryas Récent. On observe toutefois des périodes humides et froides au cours desquelles aucun, voire seuls de rares signes d'instabilités de terrain sont présents. La couverture végétale semble avoir privilégié la stabilité des versants malgré l'existence de conditions climatiques favorables aux processus de mouvements de terrain. Les fluctuations de la végétation, agissant d’une part sur le bilan hydrique des versants, et d’autre part sur la stabilisation des couches superficielles du terrain, peuvent fortement affecter les conditions de stabilité des reliefs alpins et préalpins.

De plus, il apparaît clairement que les processus de chutes de blocs, d'éboulements ou d'écroulements réagissent différemment aux variations des conditions environnementales, comme par exemple les oscillations climatiques, que les phénomènes de glissements de terrain, coulées de boue et laves torrentielles. La distribution temporelle des mouvements de terrain au cours du Tardiglaciaire et de l'Holocène varie donc en fonction du type d'instabilité.

Par ailleurs, l’existence d’une influence indirecte de l’homme sur les mouvements de terrain a pu être mise en évidence. Celle-ci intervient par l’intermédiaire de changements importants du couvert végétal liés à l’utilisation du sol, qui se développe dès 6000 cal BP déjà, s’intensifie à partir de 3600 cal BP et atteint son ampleur maximale au cours des derniers 2000 ans. Le déboisement des versants, lié à la dynamique de peuplement et au développement de zones de cultures et de pâtures, engendre une fragilisation des conditions de stabilité des versants. La diminution progressive mais continue, dès le Subboréal, des surfaces forestières est associée à une augmentation de la fréquence des mouvements de terrain.

L’analyse et la datation par dendrochronologie et par radiocarbone de 69 échantillons de bois fossiles provenant de 6 sites instables des Préalpes fribourgeoises ont permis, une fois interprétées en terme d'événements, de réaliser une chronologie des instabilités de terrain. Les échantillons de faible profondeur (tranche superficielle de 5 mètres) sont plus facile à obtenir que les échantillons de profondeur importante ; les échantillons de faible profondeur représentent ainsi l'essentiel de la série étudiée.

Des échantillons provenant de nombreux autres sites suisses ont également été pris en compte afin d'augmenter l'échelle spatiale de comparaison de l'activité des instabilités de terrain et améliorer le calibrage des événements.

Les résultats suisses ont ensuite été comparés avec des données provenant de sites d'étude européens s'étalant du nord de l'Espagne (chaîne cantabrienne et Pyrénées) aux Carpathes, concernant au passage l'Italie du sud et du nord, les Alpes occidentales et bavaroises, le Rhin septentrional ainsi que le Royaume-Uni.

Des comparaisons ont ensuite été établies entre la série chronologique d’instabilités de terrain pour le canton de Fribourg et des données multiples et variées décrivant l’évolution dans le temps de facteurs passifs tels que les conditions climatiques (températures et humidité) locales, régionales et globales.
Dapples 2002 - T

Dolomites italiennes :
Sur une échelle de temps longue, les données collectées dans la zone de Cortina d'Ampezzo et d’Alta Badia montrent des groupes de glissements dans deux périodes caractérisées par des changements climatiques marqués : le début du Post-glaciaire (Pré Boréal et Boréal) et le Sub Boréal. Les causes et les types de mouvements de terrain de ces deux groupes sont cependant substantiellement différents.  

Le premier groupe inclut des glissements de type varié qui sont survenus pendant le début du Post-glaciaire quand, après le retrait des glaciers würmiens, les pentes sont devenues plus enclines aux mouvements de terrain. D’un côté, ces mouvements sont des glissements de rochers de taille considérable (comme les glissements de Zuel et du Col de Drusciè) détachés de falaises rocheuses dolomitiques qui n’étaient plus soutenues par des masses de glace, comme conséquence des implications des pressions glaciaires (cf. Panizza 1973). D’un autre côté, il s’agit de mouvements complexes (Corvara), des glissements rotationels (Col Maladat) et de coulées de boue (Lacede, Cortina, La Riva) qui affectent des formations pélitiques qui se développent dans les parties inférieures et moyennes de pentes, comme conséquence de la disponibilité d’eau souterraine qui est probablement liée à une augmentation des précipitations ou à une fonte du permafrost (cf.Soldati 1999). Dans une perspective européenne, la période pendant laquelle ces glissements de terrain sont survenus coïncide avec la plus ancienne période de mouvements de terrains fréquents des pentes post-glaciaires, identifiée en Europe par de nombreux auteurs (Starkel, 1966; González Díez et al., 1996; Berrisford and Matthews, 1997; Lateltin et al., 1997; Margielewski, 1998).

Le deuxième groupe de glissements de terrain qui coïncide avec des périodes Sub Boréal, inclut principalement dans les deux zones d’étude des coulées de boue en relation avec des roches pélitiques. Les mouvements datés sont sûrement des réactivations d’anciens glissements plutôt que des premières ruptures, comme les mêmes pentes semble avoir été mobilisées plus d’une fois dans le passé. Les périodes d’occurrence correspondent avec une augmentation des précipitations notée dans la littérature. Cependant, l’hypothèse d’une influence directe de ces changements climatiques sur les glissements de terrain, partiellement confirmés par d’autres cas européens (voir González Díez et al. 1996; Berrisford and Matthews 1997; Lateltin et al. 1997), demande toujours des vérifications supplémentaires et plus spécialement en comparaison avec d’autres sites dans les Alpes.

Cependant, les zones de Cortina d'Ampezzo et d’Alta Badia ont également été affectées par des glissements de terrain pendant d’autres périodes de l’Holocène : la réactivation actuelle a été favorisée par des facteurs non-climatiques comme des événements sismiques et des caractéristiques litho-structurelles des types de roches qui sont affectés par des réseaux denses de joints (Dolomites) ou avec une ductilité marquée (roches pélitiques). Des événements climatiques extrêmes, pas spécialement liés à des changements de climat peuvent avoir déclencher des mouvements de terrain.

 
 

Dans la zone de Cortina d'Ampezzo, plus de 30 glissements de terrain de différents types, tailles, ages et degrés d’activité ont été identifiés (Panizza 1990; Panizza et al. 1996; Pasuto et al. 1997), nombre d’entre eux ont été datés au moyen de méthodes radiocarbone.

Pour Alta Badia, une série de données radiocarbone sur les glissements de terrains et les dépôts lacustres correspondants ont été collectées (Corsini et al. 1999). Beaucoup de ces données font référence à des mouvements du glissement de Corvara, un phénomène complexe localisé juste au Sud de Corvara dans la Badia.

Les courbes paléo climatiques sont de Orombelli and Ravazzi (1996) et Goudie (1992) ; les zone chronologiques des marges sot issues de Orombelli and Ravazzi (1996).

Corsini & al 2000 - A
Alpes :
Le domaine périglaciaire dans une zone de montagne est généralement subdivisé en zones de pergélisol et de gel saisonnier, principalement en lien avec l’altitude et l’orientation. Entre les deux zones, une zone de pergélisol transitoire peut être définie dans le pergélisol qui a grandi et s’est rétracté à plusieurs reprises en réponse aux changements climatiques au cours de l'Holocène. La zone de pergélisol transitoire est, par conséquent, caractérisée par la présence de cycles de gel-dégel millénaires, ainsi que de cycles de gel-dégel diurnes et annuels. Les cycles de gel-dégel millénaires peuvent également opérer dans la zone de pergélisol à la suite de la fusion et du regel en haut et à la base du corps du pergélisol, bien que leurs effets seraient moins importants que dans la zone de pergélisol transitoire. Pendant le Petit Âge Glaciaire, une grande partie de la zone de pergélisol transitoire a probablement été caractérisée par une phase de gel d'un cycle millénaire. Le réchauffement du 20e siècle fera entrer cette zone dans une phase de dégel
.
Cette étude vise à évaluer les effets de trois sortes de cycles de gel-dégel sur l’instabilité des pentes alpines, sur la base d’études des processus périglaciaires contemporains dans les Alpes Suisses. Une attention particulière est portée aux échelles des changements géomorphologiques causés par chaque type de gel-dégel. Matsuoka & al. 1998 - P
Alpes suisses :
Vers 13 000 BP, les glaciers locaux occupent encore le fond de certaines vallées préalpines situées au-dessus de 1200m et empêchent le déclenchement d'instabilités de terrain. Du début de la glaciation du Würm jusqu'à la fin du tardiglaciaire, les régions préalpines en zone de flysch ne sont pas le siège de nombreuses instabilités de terrain car les paramètres climatiques engendrent des conditions de pergélisol jusqu'à des altitudes très basses (environ 1500m).
C'est donc une période très calme sur le plan des glissements de terrain.

Durant le le début de l'Holocène (Préboréal, vers 10 000 BP), de très nombreuses instabilités de terrain se développent dans les zones de Flysch des Préalpes et des Alpes, avec des surfaces de glissement supérieures à 10 mètres de profondeur. Plusieurs événements catastrophiques (grands glissements ou éboulements) se sont produits dans les Alpes à cette époque.

Il faut attendre la période qui s'étend de l'Atlantique récent (6000 BP) à la fin du Subboréal (2700 BP) pour rencontrer de nouveaux exemples de glissements de terrain en zone de flysch dans les Préalpes. Par exemple, la première phase de mobilisation connue du glissement de Falli-Hölli dans les Préalpes fribourgeoises (Flysch du Gurnigel) date de 5000 BP (Raetzo & Lateltin, 1996). Entre 5000 BP et 2300 BP, 5 phases majeures de réactivation ont pu ainsi être recensées dans ce versant (Raetzo, 1997). Trois de ces cinq phases se produisent durant des périodes « chaudes » de retrait des glaciers (Haeberli, 1995). De plus, lors du Subboréal, les phases de réactivation correspondent à des périodes « humides » reconstruites d'après les forages du Gerzensee (Ruch et al. 1997).


Il semble exister une certaine corrélation, comme pour le Préboréal, entre l'adoucissement du climat et la fréquence des glissements de terrain profonds durant l'Atlantique récent et le Subboréal.
 La géologie, la géomorphologie, les archives, la dendrochronologie, la datation au C14, les cadastres, les cartes et l'utilisation de différentes techniques de mesures permettent de reconstruire, partiellement, l'histoire passée et récente des versants instables durant le Quaternaire.

De nombreux cas d'instabilités dans différentes séquences de flysch, dans des contextes structuraux et géomorphologiques variés, ont été étudiés. Des travaux de cartographie de dangers dans plusieurs régions ont permis de comprendre la distribution spatiale et l'intensité des différents phénomènes (chute, glissement ou coulée). Les déplacements récents de surface dans les glissements ont été enregistrés grâce au contrôle de points géodésiques par des théodolithes ou par des antennes GPS. Les plans de glissements ont été détectés par des mesures inclinométriques dans des forages ou par des prospections géophysiques.
Lateltin & al. 1997 - R: PNR31
Europe:
On présume qu'en Angleterre, les conditions périglaciaires correspondent à des périodes d'activité (accélérée) de glissements de terrain. Cela peut aussi être le cas en Cantabria, mais on pense que c'est surtout pendant une phase de déglaciation, avant la disparition des glaciers, autour de 11,000 BP, que l'activité a augmenté. Pour les Alpes françaises, la période favorable aux mouvements de terrain semble correspondre à des transitions climatiques, durant des phases intermédiaires entre des périodes froides et des périodes tempérées, lorsque l'activité morphodynamique était plus intense.

D'après de précédentes études, le passage entre le Pléistocène et l'Holocène (11,000 - 10,000) a aussi été une période aux conditions périglaciaires en Grande-Bretagne, avec un permafrost discontinu, qui correspond à une période d'importantes instabilités de pente dans tout le pays. Il y a confirmation dans le bassin de Cortina d'Ampezzo, où plusieurs mouvements sont survenus entre 10,000 et 9,000 et où l'on pense que de nombreux glissements de terrain de grande taille ont eu lieu après le retrait des glaciers, en partie en raison de la décompression. Cependant, l'exemple de la chute de rochers d'Eibsee remet en question le rôle de soutien des glaciers dans le processus du mouvement et ainsi son âge présumé.

Il est admis, depuis Starkel (1966), que la fin du Boréal et le début de l'Atlantique (7500-6000 BP), périodes au climat légèrement plus chaud et plus humide qu'actuellement avec une élévation du niveau de la mer, correspondent à des phases où les glissements étaient fréquents en Europe.

Plusieurs glissements de terrain situés dans le bassin de Cortina d'Ampezzo sont vieux d'environ 4000-5000 ans, ce qui correspond, dans ce secteur, à une période sèche de l' « optimum climatique » de l'Atlantique Supérieure. Les résultats obtenus en Cantabria montrent les limites géographiques des conditions plus chaudes et humides de l'Atlantique Supérieur et son rôle dans le déclenchement de mouvements de terrain. Dans ces montagnes du Nord-ouest de l'Espagne, les températures moyennes étaient d'environ 2 à 3°C plus élevées qu'aujourd'hui, mais le climat était aussi plus sec, avec environ 300 à 400 mm de pluie en moins sur l'année. Cette période correspond aussi à une grande expansion des populations Néolithiques, du déboisement et du pastoralisme. Autant de facteurs naturels et anthropiques qui n'étaient pas favorables aux mouvements de terrain mais qui, au contraire, ont favorisé une intense érosion pluviale et torrentielle.

En revanche, la transition entre le Subboréal et le Subatlantique (3000-2000) coïncide avec une augmentation des précipitations et du déboisement et a connu une recrudescence des mouvements de terrain.

Rappelons également que pendant le Petit Age Glaciaire (1550-1850), la Grande-Bretagne a subi une importante détérioration climatique, caractérisée par des hivers froids et des étés humides, avec probablement des niveaux de nappes phréatiques anormalement élevés. Un grand nombre de glissements de terrain majeurs sont datés de cette période. En Italie, dans la région de Marche, les phénomènes actifs ou dormants sont en fait des réactivations de mouvements historiques, qui dans plusieurs cas trouvent leur origine au début du PAG.

Concernant les deux derniers siècles, un point important est le rôle joué par les facteurs anthropiques, qui sont fréquemment impliqués dans le déclenchement ou l'activation de mouvements de terrain. Le rôle joué par les tremblements de terre a été démontré dans les Dolomites, mais au vu de l'activité sismique dans les régions étudiées, ce facteur semble peu décisif comparé aux causes anthropiques et surtout climatiques.
 Cette synthèse est basée sur les nombreuses études menées dans le cadre du programme EPOCH. Les chercheurs se sont engagés à utiliser la même méthodologie pour la collecte, le stockage et l'analyse des données. Flageollet 1994- R: EPOCH
Europe:
Actuellement, il n'y a pas assez de données pour relier l'activité des glissements de terrain aux conditions climatiques passées. Il semble clair que cette activité au cours de l'Holocène n'est pas exclusivement imputable au retrait glaciaire et que les glissements de terrain se poursuivent depuis. Quelques glissements superficiels peuvent être directement reliés à des épisodes pluvieux, tandis que la plupart de glissements profonds ne peuvent l'être. Il est très peu probable que les grands glissements puissent être systématiquement associés aux changements climatiques ; les tremblements de terre, la surrection ou des contraintes topographiques pouvant être des facteurs de déclenchement alternatifs. Le rôle du déboisement dans l'augmentation de l'activité des glissements de terrain historiques n'est, quant à lui, pas bien connu.

Les datations faites en Suisse et au Royaume-Uni montrent que les grands glissements postglaciaires n'ont pas eu lieu juste après le retrait glaciaire, mais avec un retard allant jusqu'à plusieurs milliers d'années (Schoeneich 1991). Ces mouvements ne s'expliquent pas seulement par le sapement de la base des pentes. Il est nécessaire de trouver d'autres facteurs qui pourraient expliquer ce retard, comme la présence de permafrost profond et son dégel ou simplement le temps nécessaire au déclenchement du mouvement.
 Synthèse bibliographique Corominas & al 1994 - R: EPOCH


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises :
La montagne alpine est affectée par des processus géomorphologiques dont l’évolution est en partie conditionnée par la dégradation du permafrost : écroulements d’ampleur variable, déstabilisation de glaciers rocheux ou apparition de dépressions cryokarstiques. Ces phénomènes, par leur intensité, sont susceptibles d’engendrer des risques pour les territoires. Nous proposons une synthèse des connaissances sur l’état actuel du permafrost de montagne dans les Alpes françaises et sur son évolution récente. Cet état de l’art se base sur des travaux de recherche menés depuis une dizaine d’années et les mesures recueillies dans le cadre de PermaFRANCE, le réseau français d’observation à long terme du permafrost de montagne. L’analyse des données à disposition montre ainsi qu’en paroi rocheuse, à 3800 m d’altitude, la température à 10 m de profondeur est comprise entre -4,5 et -1,5°C selon l’orientation, alors que dans les formations superficielles, à 2800 m d’altitude en orientation nord, elle est proche du point de fusion. Depuis le début de ces mesures en profondeur en 2010, une tendance à l’augmentation de la température est observable, corroborée par d’autres forages alpins. Le régime est influencé par l’enneigement, de façon très nette en formations superficielles et beaucoup plus discrète en paroi, ce que les mesures en surface réalisées depuis 2003 montrent nettement. Cette variabilité interannuelle se combine aux tendances de plus long terme qui sont probablement à l’origine de l’évolution constatée des dynamiques géomorphologiques associées au permafrost alpin : augmentation de la fréquence des processus gravitaires du type chute de bloc et fluctuation des vitesses des glaciers rocheux. La recrudescence probable de phénomènes extrêmes comme les écroulements majeurs ou la déstabilisation de glaciers rocheux dans les prochaines décennies pourrait engendrer des risques nouveaux ou accrus auxquels les territoires devront s’adapter.

Depuis 2005, des efforts importants ont été réalisés pour étudier à la fois l’état thermique du permafrost, reflet du climat actuel et passé de la haute montagne, et les dynamiques géomorphologiques associées. Que ce soit dans les parois rocheuses (Magnin et al., 2015b) ou dans les formations superficielles (Bodin et al., 2009 ; Schoeneich et al., 2014), des forages instrumentés, des mesures thermiques en sub-surface et le suivi de la morphodynamique permettent d’approcher l’état du permafrost dans les Alpes françaises et ses réponses au changement climatique en cours. La majorité de ces travaux sont intégrés dans le réseau français d’observation et de suivi du permafrost PermaFRANCE (Schoeneich et al., 2010), dans des sites répartis entre 44 et 46°N et 2400 m et 4500 m d’altitude.

Mesurer le régime thermique du sol sous la couche active, qui, elle, gèle et dégèle saisonnièrement, est l’unique moyen de connaître l’état du permafrost. Pour cela, des forages, équipés de chaînes de capteurs de température mesurant en continu, fonctionnent depuis 2009 dans trois contextes géologiques et géomorphologiques différents.

- Un forage profond de 100 m a été réalisé en 2010 à 3065 m d’altitude en marge du domaine skiable des Deux-Alpe

- Le sommet de l’Aiguille du Midi est un ensemble de trois pitons granitiques culminant à 3842 m d’altitude. En septembre 2009, trois forages d’une profondeur de 11 m ont été réalisés dans les parois sud (3753 m), nord-ouest (3738 m) et nord-est (3745 m) du Piton Centra

- Deux forages de 15 m de profondeur ont été réalisés en 2009 dans le glacier rocheux de Bellecombe (altitudes : 2700-2750 m), sur le domaine skiable des Deux-Alpes.

 

Bodin & al. 2015- A

Alpes :
Cette étude s’intéresse aux connaissances en relation avec les impacts du changement climatique sur l’activité des mouvements de masse dans les zones de montagne, à travers des cas caractéristiques de coulée de débris, de destabilisation de versant et de mouvements de terrain dans les alpes françaises, italiennes et suisses. Il est prévu que les événements se produisent moins fréquemment durant la période estivale, alors que l’augmentation attendue des précipitations au printemps et à l’automne pourrait modifier l’activité des coulées de débris pendant les saisons charnières (Mars, Avril, Novembre et Décembre). L’intensité des coulées de débris pourrait s’accroître en raison des importants apports de sédiments dans les chenaux et en conséquence de l’augmentation d’épisodes importants de précipitations. Cependant, le volume des coulées de débris dans les zones de haute montagne dépendront principalement de la stabilité et des mouvements du permafrost. Les Glaciers rocheux déstabilisés pourraient donc être à l’origine de coulées de débris sans précédents historiques. Les différentes dynamiques de versants devraient être modifiées et les événements qui en découlent s’accroître, étant donné que l’air particulièrement chaud, le recul des glaciers et le dégel et le réchauffement du permafrost vont entraîner une réduction de la stabilité des versants

 

Stoffel&al 2014- A

Alpes françaises - vallée de la Romanche :
L’article présente rapidement le site de Séchilienne, l’instrumentation mise en place et l’évolution cinématique du mouvement. Ensuite, des relations entre déplacements de surface et apports d’eau sont recherchés dans un double but : mieux comprendre le processus qui engendre les fluctuations saisonnières des déplacements et participer à la définition d’un critère d’alerte de la rupture. Un modèle simple de vidange réservoir établi à partir de la pluie efficace a été mis en place et reste valable sur une période d’une dizaine d’années : il montre l’influence des apports d’eau efficaces sur les variations de déplacements autour de la tendance.

 

Chanut & al. 2013 - P

Alpes françaises - Vallée de la Vallouise, Sechilienne :
Les séries de déplacement temporal peuvent être décomposées en signaux qui s’alignent sur une tendance et en signaux qui ne s’alignent pas sur une tendance. Les variations saisonnières des déplacements qui ne s’alignent pas sur la tendance sont interprétées comme la réponse des fluctuations des nappes phréatiques (déclenchement). La tendance instable du glissement de Séchilienne est le résultat de la dégradation des propriétés mécaniques de la roche. On observe ainsi, depuis quelques années, une augmentation de la sensibilité et des réactions du glissement aux évènements limités dans le temps et aux variations saisonnières peu marquées. L’évolution du comportement du glissement a été quantifié, et suis un modèle d’affaiblissement, d’adoucissement. Des tentatives de prévisions de l’évolution du glissement ont été mises en place afin d’envisager les évolutions futures.

 

Vallet & al 2013- P

Monde / Alpes :
Comme beaucoup d'autres aléas naturels, les mouvements de masse qui se produisent dans les régions de haute montagne ont des relations magnitude-fréquence caractéristiques en lien avec les processus de gel et de dégel. En ligne avec les concepts théoriques et empiriques existantes, la relation fréquence-intensité est non-linéaire et suit une loi de puissance en général. Les grandes avalanches de roche et de glace forment l'extrémité supérieure d'un continuum de magnitude à partir des chutes de blocs et de roches. Par conséquent, ce sont des événements extrêmes rares mais aux impacts physiques et humains potentiellement énormes.

Les changements dans l'ampleur ou la fréquence de ces mouvements de terrain extrêmes peuvent avoir un effet énorme en termes de danger qu'ils représentent. Leur fréquence d'occurrence peut être modifiée soit par la dégradation progressive de la stabilité du versant, ou par des changements dans les conditions de déclenchement. En règle générale, les précipitations ou les séismes sont reconnus comme des déclencheurs d’éboulements, tandis que la géologie (c.a.d. la lithologie, les systèmes de failles, la tectonique, etc.) et la topographie sont considérées comme des facteurs de prédisposition d'un versant à la rupture. La lithologie, les failles et les systèmes de discontinuité sont statiques sur de grandes échelles de temps et peuvent être considérés comme constants dans le contexte de notre sujet. D'autres composants, tels que les propriétés ou la cinématique des fractures, peuvent changer sur des échelles de temps beaucoup plus courtes. En outre, la topographie est généralement considérée comme évoluant lentement, élément de base du paysage, par exemple, en termes d'ajustement des versants aux processus d'érosion comme l’incision fluviatile du socle rocheux, sur des échelles de temps assez longues de milliers d'années ou plus. Les variations climatiques à grande échelle peuvent donc avoir une influence importante sur la topographie. Les études dans les systèmes montagneux tectoniquement actifs tels que l'Alaska, le Karakorum ou les Andes ont également suggéré un couplage dynamique étroit entre le climat, la tectonique et la topographie, également sur de grandes échelles de temps. Même si l’intensité des couplages et des rétroactions entre le climat, la tectonique et la topographie fait encore l’objet d’une vive discussion, il est hors de doute que la recherche sur l'évolution des paysages au cours des vingt dernières années a apporté des contributions essentielles aux questions sur l'interaction entre climat, géologie, topographie et stabilité des pentes.

Les changements climatiques peuvent influer sur la stabilité des pentes, en termes à la fois de conditions de prédisposition et de déclenchement. Par exemple, les changements climatiques à long terme (sur plusieurs siècles à millénaires) peuvent entraîner une augmentation de l'érosion et modifier la prédisposition topographique. De même, les changements à long terme dans les régimes thermiques souterrains peuvent modifier la prédisposition d'un versant rocheux à la rupture. D'autre part, les variations à court terme des fortes précipitations peuvent modifier les conditions de déclenchement des ruptures de versant.

Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne. Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. L’accent traditionnellement mis sur les aspects géologiques et géomorphologiques des mouvements de terrain, les effets de retard par rapport au changement climatique contemporain (par exemple les effets de décompression ou les changements décalés dans le régime thermique du sous-sol) et la difficulté générale de la détection des changements dans les mouvements de terrain et leur relation avec le changement climatique, peuvent-être des raisons qui ont quelque peu empêché un démarrage plus précoce de la recherche dans ce domaine. Une étude récente a ainsi décrit un modèle conceptuel de la façon dont la détection et l'attribution du changement climatique pourraient être abordés dans la recherche sur les mouvements de terrain, et a distingué cinq méthodes : (1) l'analyse des inventaires d’événements, (2) des données sur les dommages et les pertes, (3) des cas études, (4) l'identification des facteurs de causalité et de déclenchement, et (5) le développement de modèles de processus simulant des chaînes d'impacts du changement climatique. Le présent article présente les résultats pour l'une de ces cinq méthodes de détection de changements dans les éboulements, en regardant les différentes études publiées sur la base des inventaires d'événements d’éboulements rocheux dans les Alpes au cours du XXe et du début du XXIe siècle. Ainsi, les auteurs analysent les études sur deux échelles spatiales (locale et régionale) et évaluent s'il existe des tendances dans ces séries de données, et le cas échéant, si ces tendances sont cohérentes aux différentes échelles spatiales. Huggel & al. 2012 - A
Alpes françaises – Département de l'Isère :
Le constat fait depuis quelques années est une augmentation de l’intensité des phénomènes météorologiques, comme l’illustrent les crues violentes et très localisées de la Valdaine en juin 2002, qui ont été un désastre pour le réseau routier, et des traces de cet événement subsistent dans le paysage encore aujourd’hui. On observe des amplitudes thermiques importantes sur des laps de temps très restreint, ce qui paraît être un phénomène assez général (également constaté en Savoie). En conséquence, on a une augmentation apparente des phénomènes de type érosif, avec des épisodes de ruissellement qui entraîne une érosion importante des talus routiers. Les événements de ce type autrefois considérés comme exceptionnels deviennent communs. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches. Le Bidan 2011 - P
Alpes françaises – Département de la Savoie :
Malgré les moyens importants mis en œuvre pour la gestion quotidienne des risques naturels, les services du département ont des difficultés croissantes pour faire face à des phénomènes « qui surviennent de plus en plus hors saison et avec des intensités de plus en plus marquées ». Certaines évolutions constatées traduisent de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés :
• Variations très importantes des températures dans un laps de temps très court.
• Brutalité des évènements climatiques (pluies diluviennes, périodes de gel/dégel intenses) pouvant être très localisés et de ce fait très difficiles à prévoir.
• Recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver (70 évènements sur l’année en 2009, 70 évènements à mai 2010).
• Intensification apparente des crues torrentielles (plusieurs phénomènes en 2010).
• Recrudescence apparente des glissements superficiels, mais pas d’évolution notable concernant les glissements profonds.
• Modification des périodes d’occurrence des coulées de neige provenant des talus routiers, qui surviennent de plus en plus en plein hiver (alors qu’elles se produisaient plutôt à partir du mois de mars auparavant, en période de fonte des neiges)
.
Avec un réseau routier de montagne (dont 1000 km sont situés à plus de 1000 m d’altitude) et un parc d’ouvrages de protection contre les risques naturels important et varié, le service Risques Naturels du CG73 a mis en place un observatoire des Risques Naturels. Tous les événements qui se produisent sur les routes du réseau départemental font l’objet d’une information au centre de gestion centralisée (OSIRIS) basé à Albertville, qui les répercute aux différents acteurs en charge de la gestion de crise, en coordination avec la Protection Civile. Lescurier 2011 - P
Alpes :
Les réactions géomorphologiques du permafrost au changement climatique actuel et futur peuvent être:
(a) Modifications de la vitesse de déplacement des glaciers rocheux (verticalement et horizontalement) ;
(b) Modifications du mode de déplacement des glaciers rocheux (passant du fluage à un glissement basal, voire un effondrement) ;
(c) Modifications dans les processus d’altération cryogénique ;
(d) Modifications du volume et de l’étendue des versants instables ;
(e) Modifications de la fréquence et de la magnitude des mouvements de masse comme les écroulements, les glissements rocheux ou les laves torrentielles
.
Le WP6 du projet PermaNET a étudié le lien entre le permafrost et les risques naturels dans des conditions de changement climatique. Le groupe de travail a évalué plusieurs méthodes de détection et de suivi des mouvements de terrain liés au permafrost et fait des recommandations pour la gestion des risques dans les zones affectées par la dégradation du permafrost. Un état des connaissances sur les risques liés au permafrost et à la dégradation du permafrost a été élaboré. Chaque chapitre résume les connaissances actuelles sur ces processus et leur lien avec le changement climatique et est illustré par plusieurs études de cas récentes réalisées dans les Alpes. Mair & al. 2011 - R PermaNET
Alpes italiennes – Vallée d’Aoste :
Concernant les écroulements et mouvements de terrain, on est confronté à l’impossibilité de quantifier les changements (fréquence, temps de retour, etc.). Il s’agit de phénomènes peu prévisibles, difficiles à comprendre et dont l’activité est difficile à relier au changement climatique de manière univoque (il est même difficile de la relier aux pluies, ou encore à l’action du gel…).
La Vallée d’Aoste dispose de bases de données importante des phénomènes d’écroulement/mouvements de terrain (projet IFFI) permettant des analyses de distribution par milieux morpho-climatique et l’étude des variations de l’altitude typique des phénomènes. Stévenin 2011 - P
Monde : Pour étudier les effets à court terme des augmentations de température anormalement élevées sur la stabilité des pentes en haute montagne, cette étude décrit plusieurs grands éboulements rocheux et de glace qui se sont produits ces dernières années en Alaska, en Nouvelle-Zélande et dans les Alpes européennes et analyse les conditions météorologiques dans le jours et les semaines avant les ruptures. Bien qu'aucun motif général n’ait été trouvé dans l’évolution de la température, toutes les ruptures ont été précédées par des périodes anormalement chaudes, certaines se sont produites immédiatement après que la température ait soudainement baissé jusqu’à 0°C. Les chaleurs extrêmes peuvent provoquer des grands mouvements de terrain dans les environnements de haute montagne sensibles à la température en augmentant la production d'eau par fonte de la neige et de la glace, et par le dégel rapide. Toutefois, aucune conclusion ne peut être faite pour le moment sur les impacts des événements climatiques extrêmes sur la stabilité des pentes en haute montagne parce que la recherche sur ce sujet n'est pas très avancée et que la stabilité des pentes de haute montagne est contrôlée non seulement par les conditions thermiques, mais aussi, et en particulier, par la géologie, la topographie et l'hydrologie, qui sont toutes fortement interconnectées. En outre, d'autres paramètres climatiques, tels que le rayonnement, sont importants dans les topographies complexes de haute montagne, et peuvent jouer un rôle dans le déclenchement des ruptures de versant. Les auteurs ont examiné les conditions météorologiques qui ont mené à plusieurs gros éboulements rocheux et avalanches de glace et se sont concentré sur l’historique de la température de l’air au cours des jours et des semaines avant la rupture. L’évolution à long terme des températures de surface du sol, des névés ou de la glace ainsi que la géologie et la topographie ont également été prises en considération, mais ne sont pas l'objet principal de l'article. Pour analyser les conditions météorologiques et climatiques de chacune des études de cas, les périodes de référence utilisées varient en fonction des données climatiques disponibles. Huggel & al. 2010 - A
Alpes françaises – Réseau PermaFRANCE :
D’après les données de suivi des déplacements superficiels de glaciers rocheux et de la dynamique des parois rocheuses et éboulements, les conditions de permafrost semblent donc bien devenir un facteur explicatif de plus en plus important pour comprendre comment le réchauffement influence l’instabilité des parois rocheuses et, par-là, les risques naturels en régions de montagne. [Cf. sections 'Glissements superficiels' et 'Eboulements et chutes de blocs']
- Déplacements superficiels de glaciers rocheux : données issues du suivi par station totale et DGPS + données LiDAR pour les terrains sédimentaires
- Dynamique des parois rocheuses et éboulements : suivi par LiDAR de parois rocheuses dans le massif du Mont Blanc + recensement des écroulements dans le massif du Mont Blanc
.
Schoeneich & al. 2010 - R: PermaFRANCE

Alpes :
Depuis la fin du Petit Âge glaciaire, les grands glaciers alpins ont parfois perdu plus d’une centaine de mètres d’épaisseur au niveau de leur langue terminale. Les moraines latérales peuvent alors être en déséquilibre, comme l’ont montré les glissements qui ont affecté au XXe siècle voire actuellement les moraines des glaciers du Belvedere et des Locce, au pied du versant est du Mont Rose. Des coulées de débris au printemps ou des coulées sèches en été affectent souvent les marges pro- et juxtaglaciaires récemment libérées des glaces, comme sur les moraines latérales du glacier inférieur de Grindelwald (Oberland bernois) ou de la Mer de Glace - où un bloc instable en rive gauche a causé un décès il y a quelques années. D’autre part, ces formations meubles peuvent fournir d’importants volumes de matériaux susceptibles d’alimenter de puissantes laves torrentielles.
Le retrait des glaciers engendre également une décompression des versants des cirques et vallées glaciaires, du fait de la variation des tensions internes dans la roche : le relâchement des contraintes à proximité des parois entraîne une détente capable d’ouvrir des fissures et donc de déstabiliser des volumes rocheux par appel au vide. Des écroulements rocheux peuvent alors se développer comme à l’Alp Bärreg, au front du glacier inférieur de Grindelwald, où un volume de c.2 millions de m3 s’est affaissé à partir de juin 2006, une petite partie de cette masse (169 000 m3) s’écroulant en juillet 2006
. [voir références dans l'étude].

Le permafrost correspond à un terrain dont la température reste négative pendant au moins deux années consécutives. Il peut s’agir de roches, de formations superficielles ou de sols, avec présence ou non de glace. Si de l’eau a pénétré dans ces terrains, elle peut geler, et la glace ainsi formée occupe les fissures dans une paroi rocheuse ou dans les interstices entre les débris d’un éboulis ou d’une moraine. Dans les Alpes occidentales, la présence du permafrost est probable au-dessus de 2700 m en exposition nord et de 3700 m en exposition sud. Sa dégradation peut favoriser certains processus géomorphologiques tels que les écroulements rocheux ou les coulées de débris.

  Ravanel 2009 - A
Alpes suisses :
Quelques conclusions, à considérer par exemple pour l'évaluation et la gestion d'un danger d'éboulement :
- La cause la plus importante pour les événements d’éboulement de taille petite ou moyenne est l’étendue d'une période de froid (périodes climatiques froides, hivers froids, vagues de froid au printemps ou à l’automne, cycles de gel / dégel fréquents), ce qui entraîne une déstabilisation des masses rocheuses.
- Les événements de chutes de pierres sont souvent déclenchés par des précipitations et/ou la fonte des neiges après une période de froid. Des périodes chaudes, en particulier des mois chauds d’été, provoquent cependant une sédation des masses rocheuses. Pendant ces périodes, généralement moins d’éboulements sont à prévoir. Une exception concerne les masses de roche dans les zones de pergélisol, où pendant les mois d'été très chaud, des éboulements habituellement plutôt petits en face nord peuvent se produire en haute montagne. Ils atteignent cependant difficilement les zones résidentielles et les infrastructures.
- En cas d’événements de gros éboulements et de chutes de blocs (plus de 100 000 m3) toutefois, ce sont principalement les conditions hydrologiques en montagne ("pression de l'eau de la montagne") et donc les précipitations qui influent sur ces événements.
Les influences climatiques et météorologiques historiquement documentées sur le déclenchement et les processus mécaniques des chutes de blocs et des éboulements sont abordés d'un point de vue de mécanique des roches. Grâce à des mesures automatiques précises de déformation dans différents domaines rocheux, les mécanismes de déstabilisation et de décomposition des masses rocheuses peuvent être identifiés et mis en corrélation avec les données météorologiques. Gruner 2008 - P

Alpes suisses et autrichiennes :
Dans de nombreuses régions de haute montagne, le réchauffement du sol gelé en permanence à la fois dans les formations superficielles à débris grossiers et dans les parois rocheuses a une influence majeure sur la stabilité des versants. Dans ce contexte, les indices de déstabilisation de glaciers rocheux actifs, tels que des vitesses horizontales élevées (jusqu'à 4 m/an), des taux d'avancée du front jusqu'à 4 m/an, et le développement de fissures sous forme de crevasses (jusqu'à 14 m de profondeur), ont été documentés et mesurés dans les Alpes depuis quelques années.
A côté de la connaissance limitée de la dynamique des glaciers rocheux, l'hypothèse principale est que les principaux facteurs contrôlant le développement des fissures et la déstabilisation des langues des glaciers rocheux sont les propriétés rhéologiques de la glace en cours de réchauffement. En outre, les auteurs postulent que les effets hydrologiques de l'eau non gelée au sein de la couche active, du corps du pergélisol, ou à sa base, peuvent contribuer à l'initiation de mouvement de masse similaires à des glissements de terrain.

L'influence de l'augmentation de la température de l'air sur la résistance de mélanges glace-roche a été démontrée par Davies et al. (2001) par des tests en laboratoire. Ils ont montré que l’augmentation de la température de l’air - et par conséquent du sol - conduit à une réduction de la résistance au cisaillement des discontinuités cimentées par la glace et peuvent donc induire des ruptures de versant. En outre, Kääb et al. (2007) ont conclu à partir de la modélisation et d’investigations sur le terrain, que le fluage d’un matériau granulaire gelé en permanence proche de 0°C est nettement plus sensible au forçage climatique que le fluage de matériau plus froid. Les résultats de leur modélisation soulignent également l'importance d'une meilleure compréhension des horizons/surfaces de cisaillement dans les glaciers rocheux, car ils semblent être les parties les plus sensibles de la réponse des terrains à pergélisol au réchauffement atmosphérique et du sol.

La déstabilisation des glaciers rocheux actifs est indiquée par des changements dans leur cinématique, leur géométrie et leur topographie. Ces phénomènes sont étudiés qualitativement sur le terrain et par l'interprétation de photographies terrestres et aériennes. Les vitesses horizontales, les taux d’avancée du front des glaciers rocheux, ainsi que le développement et la profondeur des fissures, sont évalués et quantifiés par l'utilisation d’othophotos numériques et par des mesures GPS différentiel sur le terrain. En outre, la technique de télédétection InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) a récemment été appliquée pour détecter les changements de relief. Une fois les déstabilisations détectées, les glaciers rocheux ont été suivis régulièrement et monitorés. Roer & al. 2008 - P

Vallée de l'Ubaye / bassin de Barcelonnette (Alpes françaises) :
À partir de l'investigation de données d'archives (données RTM, analyses dendrochronologiques...), les relations entre climat et glissements de terrain ont été analysées pour la période récente (1950-2005) à plusieurs intervalles de temps, en vue d'essayer de déterminer les conditions climatiques (et si possible des seuils pluviométriques) capables de déclencher ou de réactiver les glissements dans la zone d'étude. Par exemple, deux grands glissements-coulées ont été déclenchées ou réactivées au cours de périodes de pluies cumulées excessives : le glissement-coulée de Super-Sauze connu une réactivation majeure à la fin des années 1970 et celui de La Valette s'est produit en 1982. De même, le glissement translationnel du Bois Noir s'est produit au cours de la période la plus récente de pluies cumulées en excès au début des années 1990. Cependant, certaine périodes relativement sèches (comme la période 1982-1990) sont aussi caractérisées par l'occurrence de glissements, témoignant de la complexité des relations entre climat et glissements de terrain.
Sur des périodes de temps plus longues, la datation des excentricités des cernes de croissance des arbres sur certains versants de la zone d'étude ont montré des fréquence de glissements d'environ 4 ± 2 ans (Verhaagen, 1988; Buma, 2000), indiquant des caractéristiques climatiques favorables à une activité continue des processus de versant. Cependant, comme il a été fréquemment observé ailleurs, les précipitations ne sont qu'un facteur parmi d'autres qui peuvent accélérer ou déclencher les glissements de terrain, avec d'autres facteurs tels que l'utilisation des sols ou l'activité tectoniques (Corominas, 2000).
À l'échelle mensuelle, aucune corrélation systématique n'a pu être mise en évidence entre les quantités de pluie et la fréquence des glissements de terrain, quoique le printemps (glissements profonds) et la saison estivale (glissements rotationnels superficiels) sont les périodes les plus favorables aux glissements de terrain.

À l'échelle journalière, sur la base d'environ 20 événements pour lesquels la date exacte d'occurrence est disponible, deux types de situations climatiques doivent être considérées :
1) La situation de type A est caractérisée par de fortes pluies journalières suivant une période sècehe de 30 jours. Pour la plupart des événements de glissement observés, cette situation météorologique correspond à de violents orages estivaux. Le déclenchement des glissements rotationnels superficiels, des glissements translationnels, des glissements-coulées sur versants et/ou des laves torrentielles chenalisées est d'ordinaire asssocié à ce type. Bien que, la corrélation entre la date de déclenchement des événements de glissement de terrain et de l'averse soit tout à fait bonne, aucun seuil ne peut être établi en raison de la connaissance imprécise sur la variabilité des pluies, particulièrement dans la partie supérieure des versants.
2) La situation de type B est caractérisée par de fortes pluies cumulées distribuées sur une période très humide de 30 jours. Cette situation météorologique caractérise la saturation progressive de la partie supérieure du sol, l'élévation du niveau de la nappe permanente et l'accumulation de pressions interstitielles positives. Les pluies cumulées sur une courte période sont souvent suffisante pour déclencher ou réactiver un glissement de terrain, bien que peu de pluie soit observée à la date d'occurrence. Le déclenchement ou la réactivation des glissements-coulées profondes (deep-seated mudslides) sont fréquemment associés avec ce type.
Ainsi, comme observé fréquemment ailleurs, la pluie est l'un des facteurs les plus importants à considérer dans le déclenchement et la réactivation des glissements de terrain.

Ce travail traite de la compréhension des changements dans l'activité des glissements de terrrain à contrôle hydrologique dans la vallée de l'Ubaye au cours du siècle dernier, en combinant l'analyse de données d'archives, d'investigations de terrain, de mesures de surveillance des versants et de modélisations. Malet & al 2007 - P
Europe:
Etablir le lien entre le climat et les glissements de terrain est très difficile :
• à cause du nombre relativement faible de glissements de terrain documentés (dates, bases de données incomplètes) ;

• à cause de la grande variété de types de mouvements, superficiels ou profonds, affectant le sol, des débris ou des rochers, etc., qui sont contrôlés par de nombreux facteurs. Concernant les facteurs hydro-climatiques, les glissements de terrain peuvent être déclenchés par (non exhaustif) :
- des précipitations intenses (en particulier pour les glissements superficiels et les coulées de débris),
- de longues périodes de précipitations, entrainant une hausse des nappes phréatiques,
- des affouillements reliés à une hausse des débits de cours d'eau ;


• parce que l'activité des glissements de terrain, en rapport avec le climat, peut être :
- épisodique (glissement de terrain à une étape, par exemple déclenchement-> propagation -> arrêt définitif),
- pas seulement épisodique (les dates/périodes d'activité sont les mêmes chaque année, par exemple pour les coulées de boue lentes constamment actives ou les chutes de blocs).


En réalité, il n'y a aucune mise en évidence ou preuve générale d'une relation entre des périodes plus froides et une activité glissements de terrain réduite, ou des périodes plus chaudes et une activité accrue ; même s'il est assez évident qu'une période avec plus de précipitations entrainera une activité glissements de terrain plus marquée. Matthews et al. (1997) ont démontré qu'une augmentation de l'activité glissements de terrain a eu lieu partout en Europe au cours du Petit Age Glaciaire (caractérisé par des précipitations accrues combinées à une baisse des températures).
  Malet 2006 - C1

Alpes Françaises du Sud – Rochers de Valabres, Vallée de la Tinée (Alpes-Maritimes):
Cet article examine en détail l'implication possible des variations de la température de surface dans les éboulements rocheux. Alors que de telles relations ont parfois été évoquées dans la littérature, elles n’ont jusqu'ici presque jamais été étudiées ou mesurées quantitativement. L'objectif principal de cette recherche est de préciser la contribution des variations de température de surface dans la préparation des éboulements, ainsi que de présenter des moyens plausibles pour la prendre en compte.

L’article décrit un éboulement survenu sur le versant des Rochers de Valabres en mai 2000 et discute d’un mécanisme possible pour la survenue de cet éboulement, ainsi que des mécanismes potentiels pour des éboulements futurs. En l'absence d'un facteur de déclenchement explicatif évident, les auteurs ont cherché à déterminer si les variations quotidiennes naturelles de la température de surface pourraient avoir joué un rôle dans cet événement. En particulier, on soupçonne que des perturbations légères, mais répétées, puissent être un facteur préparatoire pour les éboulements, avec un effet cumulatif au jour le jour. Un modèle numérique renforce cette hypothèse en montrant que les déformations induites par la chaleur peuvent être suffisantes pour provoquer le fluage progressif vers le bas d'un bloc de pierre situé dans une position instable.

Les premières conclusions de l'étude à long terme menée sur le versant des Rochers de Valabres indiquent que les changements de température de surface jouent un rôle important, bien que difficilement quantifiables, dans la préparation des éboulements.

Sur le site test des Rochers de Valabres, les auteurs ont commencé à tester une méthodologie pour étudier les causes des mouvements de pentes rocheuses et en particulier des éboulements / chutes de pierres. Leur approche est basée sur une décomposition mécanique de ces causes en facteurs de prédisposition, facteurs préparatoires et facteurs de déclenchement, ainsi que sur des arguments relatifs à la fois à une modélisation et à des mesures in situ. Le présent article se concentre sur le rôle du réseau de fractures et des fluctuations de la température de surface. Pour étudier de manière plus approfondie l'hypothèse de l’action de perturbations répétées comme facteur préparatoire aux éboulements, une partie actuellement instable du versant des Rochers de Valabres a été instrumentée avec un système de surveillance géodésique de haute précision (station totale). On estime que cet appareil est capable de capturer des mouvements d'origine thermique si des précautions particulières sont prises. Le volume de roche instrumenté est utilisé comme un site test dans le but de mieux comprendre les conséquences des changements de la température de surface sur la stabilité du versant. Les données mesurées (avec un niveau de précision jamais atteint auparavant sur des pentes rocheuses) sont comparées ici avec des résultats de modélisation numérique. Gunzburger & al. 2005 - A
Alpes suisses :
Les températures ou l'ensoleillement ne joue qu'un rôle mineur dans le déclenchement des mouvements de terrain, à l'exception des zones de permafrost. Les précipitations ont plus d'influence, mais leur rôle n'est pas toujours très clair.

Les chutes de pluie des 20 dernières années ont eu tendance à être concentrées pendant la saison froide, la période pendant laquelle ces précipitations sont les plus efficaces pour déstabiliser les terrains. L'augmentation observée des précipitations durant les 20 dernières années (15 à 30%) a provoqué une intensification et une réactivation de nombreux mouvements de terrain dans la partie Ouest des Alpes Suisses (généralement en relation avec des mouvements très larges). Dans la partie Est, ces événements d'instabilité prennent plutôt la forme de coulée de boue et sont plutôt en relation avec des précipitations sur le long terme .
  Bader & Kunz 2000e - R: PNR31

Alpes :
Alpes : L'action du gel-dégel induit à la fois (1) l'altération des roches et (2) des mouvements de masse, déstabilisant parois rocheuses et éboulis dans les régions de haute montagne. Deux types de cycles de gel-dégel, diurnes et annuels, sont habituellement considérés en fonction de la période correspondant à l'achèvement d'un cycle. En outre, le réchauffement climatique récent a mis en évidence un troisième type, qui a une période beaucoup plus longue. Correspondant à la croissance et à la dégradation du pergélisol, ce type de cycle de gel-dégel dure généralement plusieurs siècles, voire des millénaires (par exemple, Haeberli, 1996) et est appelé ici cycle de gel-dégel millénaire. La relation entre les types de gel-dégel et l'ampleur et la nature des processus géomorphologiques résultant, cependant, a été mal comprise à cause du manque de surveillance continue sur le long terme des processus et des variables.

Alpes suisses – Haute Engadine :
Les versants alpins sont soumis à trois types de cycles de gel-dégel qui peuvent être réalisées en un jour, un an ou un siècle. Ces cycles de gel-dégel influencent la stabilité des pentes sur différentes échelles temporelles et spatiales. L’altération par le gel diurne est importante là où les précipitations ou la fonte des neiges fournit une humidité abondante à la surface de la roche, produisant des débris rocheux essentiellement de la taille de galets ou plus petit. Indépendamment de l'orientation et de l'altitude, la plupart des pentes de débris sont soumises à une fréquence élevée de cycles de gel-dégel diurnes accompagnés par un soulèvement par le gel jusqu'à 2 cm de haut et d’un fluage de la partie superficielle du sol inférieure à 15 cm de profondeur. Un tel mouvement profond prévaut sur les pentes couvertes d'un mince manteau de débris, résultant en petits lobes et en sillons. La profondeur annuelle de gel-dégel dans les parois rocheuses est calculée à environ 5 m, qui délimite la taille maximale des débris de roche produits par l’altération par le gel. L'activité annuelle du gel-dégel atteint des profondeurs de 2 m ou un peu plus dans les éboulis. Le mouvement du sol associé développe éventuellement des lobes de solifluxion avec une levée de 30 cm ou plus. La croissance et la dégradation du pergélisol, engendrée par le changement climatique à long terme, permet à l’action du gel-dégel d’atteindre des profondeurs de l’ordre du mètre-au-décamètre. Malgré une fréquence extrêmement basse, le gel de ségrégation durant des siècles ou des millénaires peut permettre l'accumulation de couches riches en glace près de la partie supérieure et de la partie inférieure du corps du pergélisol. La fonte du pergélisol peut déclencher des éboulements de falaise et des coulées de débris dans la phase de fonte des cycles millénaires de gel-dégel
.

 
 Cette étude vise à évaluer les effets de trois sortes de cycles de gel-dégel sur l’instabilité des pentes alpines, sur la base d’études des processus périglaciaires contemporains dans les Alpes Suisses. Une attention particulière est portée aux échelles des changements géomorphologiques causés par chaque type de gel-dégel. Le secteur étudié est situé en Haute Engadine, à l’est de la Suisse. La limite inférieure du pergélisol se trouve à environ 2400 m d’altitude en exposition nord et s'élève à environ 3000 m en exposition sud. Matsuoka & al. 1998 - P

Suisse :
Une modification significative (excédant de plus de 15% la norme interannuelle) et durable de la pluviométrie annuelle a des répercussions très sensibles sur l'activité des glissements de terrain les plus grands. L'ampleur de cet accroissement, qui traduit la sensibilité de chaque glissement aux variations pluviométriques, est fonction des caractéristiques géologiques, hydrogéologiques et topographiques propres à chaque glissement.

Une accélération plus ou moins généralisée des grands glissements de terrain, génératrice d'accidents, a caractérisé depuis 20 ans les secteurs étudiés de Suisse occidentale et méridionale, en réponse à un accroissement marqué de la pluviométrie qui agit le plus souvent sur les eaux souterraines (eaux infiltrées), mais parfois aussi sur les eaux d'écoulement (érosion torrentielle). Une plus grande constance de la pluviométrie sur la Suisse alémanique et orientale se traduit par contre logiquement par une relative constance de l'activité des grands glissements au cours de ce siècle.

Les glissements historiques sont pratiquement toujours dus à la réactivation partielle ou totale de glissements préhistoriques (liés au retrait glaciaire presque toujours). Cette réactivation est soit la conséquence d'une période pluvieuse prolongée, soit consécutive à des pluies très fortes à court terme pour autant que celles-ci influent sur le niveau du réseau hydrographique par affouillement.

Les types de grands glissements les plus sensibles à de fortes réactivations momentanées sont ceux qui sont soumis à une érosion torrentielle active en pied, et ceux qui sont sensibles à des fortes variations pluviométriques en raison de conditions géologiques et hydrogéologiques défavorables, par exemple une perméabilité alternativement forte et faible, des conditions de mise en pression rapide de l'aquifère (cas des glissements dans les Flysch). Ces indicateurs ne sont toutefois pas toujours univoques.

Etude de 13 sites instables : recherche et synthèse des données existantes, cartographie, points géodésiques du réseau de trinangulation, mesures GPS, photogrammétrie, mesures de déplacement en continu sur 1 site, mesures inclinométriques en forages.
Inventaire et analyse des données pluviométriques ISM pour tous les sites et comparaison avec l'activité des mouvements.
Noverraz & al. 1998 - R: PNR31
Suisse :
Dans certains cas, les périodes de précipitations prolongées peuvent être corrélés directement avec l'accélération des vecteurs de déplacements. Le glissement de La Serra s'est fortement réactivé à la fin de l'année 1992, à la suite des précipitations d'octobre et novembre (200 % de la moyenne pluri-annuelle à la station de La Valsainte).
A la suite de l'excédent de précipitations enregistrées en Singine durant la période 1978-1988 et de l'élévation des températures minimales durant l'hiver et le printemps, de nombreuses zones instables se sont réactivées à proximité du site de Falli-Hölli dans la vallée du Lac Noir dès 1990.
  Lateltin & al. 1997 - R: PNR31

Europe:
En Normandie (France), la juxtaposition des diagrammes de précipitations annuelles et du nombre annuel de cas enregistrés montre une étroite relation entre les années avec des précipitations intenses et le nombre de mouvements de terrain. La meilleure corrélation est obtenue avec une moyenne mobile calculée sur trois ans. La structure des précipitations et leurs combinaisons sont décisives : précipitations intenses ou très intenses dans les mois ou les années précédant l'aléa. Les conditions pluviométriques précédant des mouvements de terrain sont variées et ceux-ci peuvent se déclencher même après des mois relativement secs si d'abondantes précipitations annuelles ont eu lieu auparavant.

Dans la vallée de Bachelard (France), le seuil moyen d'intensité de précipitations pour que des coulées surviennent est d'environ 42-47 mm/h durant au moins 5 minutes, d'après les simulations obtenues. Si le régolithe est très humide, le seuil d'intensité de précipitations est bien inférieure : 3 mm/h. Pour un régolithe sec, les valeurs moyennes de sorptivité mesurées étaient de 0.14 cm/min.

Dans les Pyrénées Orientales espagnoles, les précipitations intenses sont responsables du déclenchement de glissements de terrain, de même que des périodes humides et un seuil de 140 mm de pluie en 2 jours sont considérés comme les conditions essentielles au déclenchement des coulées de boue, bien qu'elles ne soient pas suffisantes. Plusieurs épisodes pluvieux ont excédé ce seuil sans causer de réactivation, par exemple au Clos d'Esquer. Lorsque les données de précipitations ne sont pas disponibles, l'activité des glissements de terrain déduite exclusivement grâce à la dendrochronologie doit être basée sur un nombre représentatif d'arbres affectés (au moins trois).

En Sicile, les phases de mouvements sont reliées aux plus hautes valeurs de précipitations cumulées sur 50 jours. Les glissements superficiels ont de plus grandes probabilités de survenir après des averses courtes et intenses qui ne s'infiltrent pas facilement.

 

Cette synthèse est basée sur les nombreuses études menées dans le cadre du programme EPOCH. Les chercheurs se sont engagés à utiliser la même méthodologie pour la collecte, le stockage et l'analyse des données.

Les données pluviométriques brutes ont été converties en précipitations efficaces en calculant l'évapotranspiration grâce à différents modèles (Thornthwaite, Turc) et diverses méthodes ont été utilisées afin de relier les précipitations aux mouvements, y compris des corrélations graphiques, des analyses factorielles, des correspondances multiples, et des formules mathématiques permettant de définir des seuils d'alerte à partir du ratio entre l'intensité des précipitations et leur durée.

Enfin, une part importante de la recherche a été consacrée à une période courte, les cinq à dix dernières années, afin de confirmer les processus impliqués (en particulier pour les coulées de débris), de mesurer des mouvements (tant en surface qu'en profondeur), d'analyser leur rythme saisonnier et d'établir des modèles de prévision hydrologiques.
Flageollet 1994 - R: EPOCH


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
  

Glissements de Super-Sauze et Boisivre (vallée de l'Ubaye / bassin de Barcelonnette, Alpes françaises) :
En conséquence de la diminution générale à la fois des niveaux piézométriques et des quantités d'eau stockée dans la partie de sol non-saturée au siècle prochain (sorties du modèle pour les périodes 1970-1989 et 2070-2089), le modèle de stabilité de pente simule une diminution générale de l'activité des glissements particulièrement marquée pour celui de Boisivre. La fréquence des surfaces instables est calculée par rapport à la surface totale du glissement (par exemple, une fréquence de 0,5 indique que 50% des pixels calculés ont un facteur de sécurité d'une valeur inférieure à 1,1). Le résultat le plus intéressant de cet exercice est que certaines parties des glissements vont tout de même êtres déclenchées ou réactivées au siècle prochain, bien qu'une diminution des pixels instables de 10 à 20% soit simulée.

Pour le scénario de changement climatique pris en compte, et étant données les incertitudes associées à la modélisation des paramètres climatiques et les concepts très simples utilisés dans les modèles hydrologiques et de stabilité de versant, les simulations d'impact indiquent : (1) sur les versants exposés au sud, une diminution drastique de l'insatbilité de versant pour les glissements rotationnels, associée à une augmentation de l'évapotranspiration et à la diminution consécutive de l'humidité des sols et de la porosité effective dans la partie supérieure de sol non-saturée ; (2) sur les versants exposés au nord, l'influence du changement climatique sur les glissements-coulées est limitée avec une réduction plutôt faible de l'instabilité des versants. Cette situation s'explique par la faible variation des quantités de précipitations annuelles (la réduction critique du couvert neigeux semble être compensée par l'augmentation des précipitations liquides).

 
   

La méthodologie proposée simule les effets du changement climatique sur la fréquence des glissements de terrain avec des modèles à base physique de l'hydrologie de versant et de la stabilité de versant. Les scénarios de changements climatiques (variables climatiques) de Modèles de Circulation Générale (GCMs) sont utilisées en entrée des modèles de versant. Ces scénarios climatiques sont dans la gamme pour laquelle les modèles de versant ont été élaborés et validés. Les modèles sont appliqués sur deux versants instables pour lesquels des informations détaillées sont disponibles sur la géométrie du versant, l'hydrologie et l'activité de l'instabilité : le glissement-coulée de Super-Sauze et le glissement rotationnel de Boisivre.

Les résultats du scénario d'impact doivent être interprétés prudemment. Premièrement, cette approche présuppose que la géométrie des glissements ne varie pas au cours du temps (par exemple, un facteur de sécurité statique est évalué à chaque incrément de temps pour une grille de calcul fixe). Secondement, seules les données météorologiques en entrée sont considérées dans le modèle de versant, mais de nombreux autres facteurs tels que les changements d'utilisation du sol, la disponibilité en matériaux ou les rétroactions avec la végétation contrôlent également la fréquence des glissements de terrain.

Malet & al 2007 - P

Alpes Françaises du Sud – Rochers de Valabres, Vallée de la Tinée (Alpes-Maritimes):
Cet article examine en détail l'implication possible des variations de la température de surface dans les éboulements rocheux. Alors que de telles relations ont parfois été évoquées dans la littérature, elles n’ont jusqu'ici presque jamais été étudiées ou mesurées quantitativement. L'objectif principal de cette recherche est de préciser la contribution des variations de température de surface dans la préparation des éboulements, ainsi que de présenter des moyens plausibles pour la prendre en compte.

L’article décrit un éboulement survenu sur le versant des Rochers de Valabres en mai 2000 et discute d’un mécanisme possible pour la survenue de cet éboulement, ainsi que des mécanismes potentiels pour des éboulements futurs. En l'absence d'un facteur de déclenchement explicatif évident, les auteurs ont cherché à déterminer si les variations quotidiennes naturelles de la température de surface pourraient avoir joué un rôle dans cet événement. En particulier, on soupçonne que des perturbations légères, mais répétées, puissent être un facteur préparatoire pour les éboulements, avec un effet cumulatif au jour le jour. Un modèle numérique renforce cette hypothèse en montrant que les déformations induites par la chaleur peuvent être suffisantes pour provoquer le fluage progressif vers le bas d'un bloc de pierre situé dans une position instable.

Les premières conclusions de l'étude à long terme menée sur le versant des Rochers de Valabres indiquent que les changements de température de surface jouent un rôle important, bien que difficilement quantifiables, dans la préparation des éboulements.

 
 Sur le site test des Rochers de Valabres, les auteurs ont commencé à tester une méthodologie pour étudier les causes des mouvements de pentes rocheuses et en particulier des éboulements / chutes de pierres. Leur approche est basée sur une décomposition mécanique de ces causes en facteurs de prédisposition, facteurs préparatoires et facteurs de déclenchement, ainsi que sur des arguments relatifs à la fois à une modélisation et à des mesures in situ. Le présent article se concentre sur le rôle du réseau de fractures et des fluctuations de la température de surface. Pour étudier de manière plus approfondie l'hypothèse de l’action de perturbations répétées comme facteur préparatoire aux éboulements, une partie actuellement instable du versant des Rochers de Valabres a été instrumentée avec un système de surveillance géodésique de haute précision (station totale) qu'on estime capable de capturer des mouvements d'origine thermique si des précautions particulières sont prises. Le volume de roche instrumenté est utilisé comme un site test dans le but de mieux comprendre les conséquences des changements de la température de surface sur la stabilité du versant. Les données mesurées (avec un niveau de précision jamais atteint auparavant sur des pentes rocheuses) sont comparées ici avec des résultats de modélisation numérique. Gunzburger & al. 2005 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Alpes Françaises du Sud – Bassin versant du Riou Bourdoux (bassin de Barcelonnette) :
L'augmentation observée des réactivations de glissements de terrain superficiels déclenchés par la fonte des neiges depuis le début des années 1990 est liée très clairement à des températures printanières sans cesse croissantes et à la fonte rapide de la couverture de neige de l'hiver. D’après les différents scénarios d'émissions (B1, A1B et A2) du GIEC, les températures printanières dans la vallée de l'Ubaye (à l’'altitude de référence 1800 m) devraient augmenter de 1,4–1,7°C et 2,3–4,3°C pour les périodes 2021-2050 et 2071-2100 AD, respectivement (Rousselot et al, 2012.), qui à leur tour conduiront à une diminution de la neige équivalent en eau de 38%–60% et 62%–92% en 2050 et 2100 AD, respectivement. Dans le cas du scénario SRES B1, la diminution modérée de la couverture neigeuse entraînera probablement des réactivations de glissements de terrain plus fréquentes en 2050.

À la fin du siècle, cependant, le changement climatique pourrait finalement causer une diminution voire une disparition complète d'une couverture neigeuse permanente à 1800 m d'altitude (prévue dans tous les scénarios SRES), ajoutant un argument supplémentaire à l’augmentation attendue de l’occurrence des grands glissements de terrain dans les décennies à venir. Dans le même temps, cependant, la disparition attendue de la couverture de neige en hiver dans les zones sources des glissements de terrain vers la fin du 21ème siècle pourrait finalement ramener la fréquence des glissements de terrain à des niveaux d'avant 1990.

 Sur la base d'une inspection externe des tiges, les arbres inclinés et enterrés influencés par des glissements de terrain superficiels passés ont été échantillonnés. Au total, 3036 carottes ont été prélevées sur 759 arbres poussant sur les glissements de terrain. L’activité passée a été évaluée pour chaque site en utilisant les techniques de dendrogéomorphologiques standards et via l'évaluation des perturbations de croissance caractéristiques (i.e., bois de compression, suppression de croissance, blessures) dans l’enregistrement des cernes. Pour la datation des réactivations de glissements de terrain, ≥5 perturbations de la croissance et ≥10% des arbres échantillonnés devaient montrer des preuves solides de glissements de terrain au cours de la même année et pour des arbres situés dans la même zone du glissement. En outre, la position intra-annuelle du bois de compression a été utilisée pour évaluer la saisonnalité du basculement. La fréquence des glissements de terrain a été déterminée pour chaque site individuellement et pour le bassin versant du Riou Bourdoux. Lopez-Saez & al. 2013b - A
Monde / Alpes :
En plus de l'influence des changements à long terme dans les températures moyennes de l'air, il a été récemment découvert que de nombreuses ruptures de versant dans les années 1990 et 2000 dans les régions de haute montagne des Alpes, d'Alaska et de l'ouest du Canada, et de Nouvelle-Zélande ont été précédées par des périodes de températures maximales très élevées dans les jours ou semaines avant la rupture. Les observations de terrain et de nouvelles mesures de déformation des versants rocheux suggèrent que l'effet déclencheur des périodes chaudes se fait principalement par la génération rapide de quantités importantes d'eau de fonte de la neige, des glaciers et du pergélisol. Dans les Alpes, il est prévu que ces périodes chaudes avec des températures de l'air de plusieurs degrés au-dessus du point de congélation jusqu'à des altitudes de 3500-4000 m d'altitude se produiront 1,5-4 fois plus fréquemment en 2050 que durant la période 1950-2000. Bien que des recherches supplémentaires soient clairement nécessaires dans ce domaine, il est probable que l'augmentation des températures moyennes et maximales de l'air, avec de plus un fort retrait glaciaire et la dégradation du pergélisol va être accompagnée par une augmentation des éboulements dans de nombreuses régions de haute montagne du monde. Certaines de ces ruptures de versant peuvent avoir un impact sur les transports, l'énergie ou les infrastructures touristiques et dans certains cas sur le bâti. Les plus critiques sont les situations où les éboulements se transforment en coulées de débris très mobiles ou génèrent des ondes de crue en impactant les lacs naturels ou artificiels. Dans ces conditions, des distances de destruction potentielle beaucoup plus longues doivent être anticipées. Un suivi régulier, des systèmes d'alerte précoce, des interventions structurelles et autres mesures de réduction des risques doivent être pris en considération pour éviter des dommages aux personnes et aux biens .
Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne. Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. [Details: cf. sections 'Facteurs de contrôle' + 'Frequence des éboulements et chutes de blocs']. Huggel & al. 2012 - A
Alpes / Monde : Basé sur une analyse des simulations des RCM du projet ENSEMBLE, les courtes périodes avec des températures très élevées pourraient augmenter de 1,5 à 4 fois au cours des prochaines décennies par rapport à la période de référence 1951-2000. Ces brèves périodes chaudes pourraient produire un apport critique d'eau dans les pentes. L'augmentation prévue des longues périodes chaudes allant jusqu'à 1 mois est également source de préoccupation, car de tels événements pourraient conduire à une perturbation thermique substantielle de l'hydrologie souterraine. Comme indiqué dans l'étude, tous les extrêmes chauds ne vont pas déclencher des mouvements de terrain importants. Cependant, les auteurs pensent que les grandes ruptures de versant vont augmenter sensiblement dans les secteurs de haute Montagne sensibles à la température du fait de l’augmentation des événements de chaleur extrêmes. La fréquence des extrêmes chauds futurs a été évaluée par l'analyse de huit modèles climatiques régionaux récemment du projet européen ENSEMBLES pour les Alpes de Suisse centrale. Ces modèles montrent une augmentation de la fréquence des événements de hautes températures pour la période 2001-2050 par rapport à la période de référence 1951-2000. Huggel & al. 2010 - A
Alpes :
Pour les versants rocheux non-englacés, les paramètres décisifs dans une possible évolution des aléas en lien avec le réchauffement climatique est la dégradation du permafrost, qui se manifeste par une remontée de sa limite inférieure, l’approfondissement de sa couche active, et un réchauffement en profondeur par l’advection de chaleur due à la circulation de l’eau dans les fissures. Il en résulte une dégradation du ciment de glace des fractures rocheuses en haute altitude, avec une instabilité maximale lorsque la température du permafrost est faiblement négative et la glace toujours présente. Le réchauffement des prochaines décennies va amener de nombreux secteurs à cette température critique, ce qui devrait entraîner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des écroulements sur les parois rocheuses de haute montagne. Le permafrost des formations superficielles se dégrade également : sa température s’élève pour se rapprocher de 0°C dans de nombreux sites alpins, sa couche active s’épaissit, et les propriétés mécaniques des corps de glace dans le sol se modifient notablement. Les effets attendus sont la recrudescence de phénomènes tels que le tassement des dépôts détritiques sur pentes faibles, leur déstabilisation sur pentes plus raides, et l’augmentation de la fréquence des laves torrentielles et des coulées de débris
. [voir références dans l'étude].
  Ravanel 2009 - A
Monde :
Sur des pentes très fortes, des sédiments fraîchement exposés ou en cours de dégel peuvent devenir très instables, provoquant des laves torrentielles et des glissements de terrain de différentes magnitudes. Dés qu’un événement survient dans une vallée, les pentes restantes peuvent être encore plus déstabilisées.
  Kääb & al. 2005 - A
Alpes suisses :
Des précipitations extrêmes et une augmentation des températures hivernales, une augmentation des cycles gel/dégel et un réchauffement des roches « faibles » sont autant de facteurs qui peuvent faire augmenter les risques de chutes de blocs et de glissements de terrain.

Cependant, des événements catastrophiques récents au Mattertal (Valais suisse) en 1987, 1993 et 2000 et des concentrations d’événements au-delà de la moyenne sont plutôt du à des insuffisances dans les séries de données (Stoffel et al. 2005 in Bravard 2006). Ces changements dans les processus de mouvements de versants augmenteront la charge en sédiment des rivières et induira plus de dépôts. Par la même, le niveau des crues devrait monter et interagir avec l’occupation des terrains en fond de vallée. Ces tendances pourrait affecter les régions septentrionales du bassin du Rhône.
  Stoffel & al, 2005 ; Beniston & al. 1995 in Bravard 2006 - P
Alpes :
L’augmentation des températures atmosphériques qui ne constituerait pas un extrême de température (au sens où l’entend le GIEC) ferait fondre les pergélisols jusqu’à un degré significatif qui réduirait la cohésion des pentes de montagne et augmenterait le potentiel des chutes de bloc et des coulées de boue.
  Beniston & Stephenson 2004 - A
Apennins du Nord :
Il semble raisonnable d’affirmer que l’activité des glissements de terrain dans les Apennins du Nord a atteint un maximum pendant des périodes froides, caractérisées par une détérioration générale du climat. Des périodes froides peuvent expliquer une activité accrue à cause d’une évapotranspiration plus limitée, qui détermine une augmentation de la recharge en eau du sous-sol.


La plupart des cas de glissement de terrains « barrages » dans les Apennins du Nord pendant la période historique sont survenus entre la fin du 16e siècle et aujourd’hui (Casagli and Ermini 1999). L’augmentation soudaine des chroniques historiques pendant la deuxième moitié du 16e siècle peut probablement être reliée au début d’une période plus froide et plus humide connue sous le nom de « Petit Age Glaciaire ». Un autre facteur de déclenchement important qui peut expliquer cette activité accrue est probablement la déforestation intensive qui a pris place depuis le 15e siècle.

La distribution spatiale des glissements principaux dans la région Emilia Romagna semble conforter l’hypothèse que des changements climatiques, qui sont survenus entre le Pléistocène et l’Holocène, et en particulier les oscillations acérées qui caractérisent le début et la fin du Dryas III, pourraient être le facteur de déclenchement de ces glissements.


Starkel 1966 affirme que la fonte et la disparition de sols gelés pourrait mener à des nappes phréatiques plus profondes et à des changements de circulation de l’eau. En particulier, on peut faire l’hypothèse que, sous des conditions de permafrost, la recharge en eau du sol n’était pas possible, alors qu’après la disparition du permafrost, la recharge en eau du sol survient et atteint des valeurs élevées comme conséquence de l’augmentation des chutes de pluie et de la fonte de la neige qui sont survenues après l’amélioration des conditions climatiques qui ont suivies les dernières glaciations. Pour toutes ces raison, Canuti et al. 1998 ont supposé que la première activation de glissements majeurs dans les Apennins, à la fin du Pléistocène et le début de l’Holocène, a été corrélé aux effets combinés d’une surrection tectonique et de périodes plus humides.
  Bertolini & al 2004 - A
Alpes :
Alors que les températures des permafrosts alpins montre une tendance à la hausse marquée, ceux-ci pourraient entrainer une augmentation des instabilités de pente liées à la dégradation des permafrosts. Au vu du processus de fonte susceptible de déclencher un glissement de terrain, les valeurs de radiation maximum semblent être les plus importantes, étant donné qu'elles indiquent l'apport d'énergie maximal.
  Noetzli & al. 2003 - P
Alpes suisses :
Les principales menaces pour la stabilité des versants alpins et préalpins proviennent de la probable augmentation des précipitations et de la température. Un accroissement des précipitations engendrera automatiquement une augmentation de la probabilité d'occurrence et de l'activité des instabilités de terrain. Le réchauffement du climat n'aura pas d'influence directe sur l'activité des instabilités de terrain dans les domaines de basse et moyenne altitudes, mais pourra générer de fortes perturbations de l'équilibre des versants de haute montagne, soumis actuellement à la présence du permafrost.
  Dapples 2002 - T
Alpes suisses :
Un changement significatif des précipitations annuelles et de la distribution saisonnière des pluies peut avoir des effets très marqués sur l'activité des glissements de terrain. Une augmentation des minimums de température et des précipitations pendant l'hiver et le printemps pourrait entraîner une augmentation des vitesses de déplacement dans les zones instables (régions pré-alpines) et une réactivation de petits mouvements (<1km²) à faible altitude (<1500 m asl).

Avec la dégradation du permafrost, les précipitations tombant sur un sol fréquemment dégelé peuvent s'infiltrer plus facilement, renforçant ainsi les facteurs de déclenchement des glissements de terrain. La période de précipitations efficaces peut être prolongée (de 30 à 50 jours). La recharge des nappes phréatiques dans des zones de glissements de terrain dépendra donc de la position de l'isotherme 0°C pendant l'hiver.
  Bader & Kunz 2000e - R: PNR31
Monde / Alpes :
Les paramètres climatiques affectant les fluctuations des eaux souterraines et de la pression interstitielle peuvent, dans des nombreux cas, déclencher des instabilités de pentes et donc des glissements de terrain. Le réchauffement climatique induit par l'effet de serre, et plus particulièrement des changements dans les régimes de précipitation et des températures de l'air, pourrait donc avoir des influences sur l'activité future des glissements de terrain.
  Dehn & al 2000 - A
Alpes :
Pendant le Petit Âge Glaciaire, une grande partie de la zone de pergélisol transitoire a probablement été caractérisée par une phase de gel d'un cycle millénaire. Le réchauffement du 20e siècle fera entrer cette zone dans une phase de dégel. La prédiction des changements géomorphologiques futurs liés au réchauffement climatique nécessite la distinction des effets dus aux cycles millénaires de ceux dus à des cycles plus courts. La distinction est nécessaire, en particulier, dans les zones de pergélisol et de pergélisol transitoire où la fonte du pergélisol est en cours et où les trois types de gel-dégel sont combinés, ce qui provoque l'instabilité des pentes
.
Cette étude vise à évaluer les effets de trois sortes de cycles de gel-dégel sur l’instabilité des pentes alpines, sur la base d’études des processus périglaciaires contemporains dans les Alpes Suisses. Une attention particulière est portée aux échelles des changements géomorphologiques causés par chaque type de gel-dégel. Matsuoka & al. 1998 - P
Alpes suisses :
Il n'est pas possible de prévoir d'une façon générale les conséquences quantitatives sur les mouvements d'un accroissement de la pluviométrie ou de modifications du régime pluviométrique. Il faut relever que dans les scénarios envisagés pour les 50 prochaines années, on a tendance à prévoir une diminution de la pluviométrie annuelle et un accroissement de la pluviométrie hivernale. Cette dernière peut avoir un impact négatif sur l'activité des glissements de taille limitée et à faible altitude, où les précipitations se produisent essentiellement sous forme de pluie, sans être stockées sous forme de neige. D'un autre côté, plusieurs réactivations violentes on été consécutives à des épisodes tardifs de fonte de neige ; une réduction du manteau neigeux n'entraînera donc pas forcément dans le futur un accroissement global des instabilités localisées au cours des six premiers mois de l'année.

Il n'y a pas lieu de prévoir une accélération systématique notable des mouvements des grands versants instables à moyen terme, en relation avec les modifications climatiques constatées jusqu'à aujourd'hui sur l'ensemble de la Suisse. Par ailleurs, le grand nombre de cas étudiés ou analysés confirme que chaque glissement réagit en fonction de son contexte propre, géologique, hydrogéologique, hydrographique, topographique et climatique, avec une sensibilité très variable et qu'il n'est pas possible de dégager une tendance d'évolution à long terme valable pour tous les versants et toutes les parties du pays.
Etude de 13 sites instables : recherche et synthèse des données existantes, cartographie, points géodésiques du réseau de trinangulation, mesures GPS, photogrammétrie, mesures de déplacement en continu sur 1 site, mesures inclinométriques en forages.
Inventaire et analyse des données pluviométriques ISM pour tous les sites et comparaison avec l'activité des mouvements.
Noverraz & al. 1998 - R: PNR31
Alpes :
La réduction des glaciers et la dégradation des pergélisols induisent des problèmes complexes de stabilité du sol dans le socle rocheux et les sédiments non consolidés (moraines, éboulis). De tels problèmes pourraient devenir plus importants dans le futur et se développer au-delà des précédents historiques si le réchauffement atmosphérique continue ou s’accélère.
  Haeberli & al. 1997 - A
Espagne – Santander :
Si un réchauffement de 2 à 3°C se produit d'ici à la fin du 21 e siècle nous serons plus proches des conditions climatiques de l'Atlantique et nous devrions donc nous attendre à une réduction des mouvements de terrain. Cependant, nous ne devrions pas perdre de vue le fait que l'Atlantique était aussi une période de déboisement intense et cela doit être pris en compte dans l'occupation des sols, en particulier le taux de boisement.
  Flageollet 1994 - R: EPOCH
Alpes:
Les pics de crues hivernales devraient rentrer en interaction avec les changements des fluxs de sédiments et, localement, avec la configuration hydrographique des rivières, augmentant les risques d'origine hydrique. L'élévation des pergélisols à cause de températures plus élevées limité la cohésion des sols et déclenche des mouvements de terrain.
  Haeberli et al. 1990 in Bravard 2006 - P

 

 

 


INTENSITÉ
DES MOUVEMENTS DE TERRAIN

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Haut bassin de la Durance (Alpes françaises du Sud) :
La datation de l'exposition des surfaces rocheuses déglacées avec le 10Be cosmogénique a permis d'affiner le timing de la déglaciation de la zone d'étude, et de relier l'histoire de la déglaciation à celle précédemment établie dans la partie nord-ouest du massif des Ecrins. La datation des instabilités de versant suggère que la rupture initiale s'est produite peu après la déglaciation, en accord avec une relation entre le retrait glaciaire, le développement rapide de fractures de relâchement de contraintes, et les ruptures de versant rocheux. L'étude de cas du Pré de Madame Carle suggère que les versant à l'échelle alpine peuvent continuer à exister dans les conditions d'un état critique de stabilité pendant plusieurs millénaires après l'événement déclencheur initial, avec un mouvement progressif du haut de versant ou un mouvement régressif de la zone de rupture potentielle. Le modèle proposé apparaît en accord avec les résultats d'autres études dans les montagnes européennes qui indiquent deux étapes distinctes dans l'activité des mouvements de terrain : une période initiale d'instabilité des versants au début de l'Holocène, associée à de nombreux glissements de terrain post-glaciaires ; et une période plus tardive d'instabilité au cours des chronozones Subboréal et Subatlantique, au cours desquels les ruptures de versant ont souvent été expliquées par des facteurs déclenchants non paraglaciaires impliquant, par exemple, une augmentation des précipitations (e.g. Alexandrowicz, 1993; Starkel, 1997; Corsini et al., 2001; Soldati et al., 2004). Des investigations et datations supplémentaires sont nécessaires pour documenter une corrélation entre les présents résultats et ceux de telles études.
  

Cette étude associe une reconstruction à plusieurs échelles spatiales au contexte chronologique de la déglaciation et des instabilités rocheuses dans le bassin de la haute Durance. Les auteurs commencent par documenter les forces de décompression impliquées par l'ancienne extension du glacier et l'application des lois glaciologiques dans le cadre d'un Système d'Information Géographique (SIG). Secondement, à l'échelle régionale, ils inventorient les instabilités et comparent leur localisation à celle des secteurs où les contraintes à la fois normales et longitudinales (appliquées par l'ancien glacier) étaient maximales. Troisièmement, ils sélectionnent des sites (i) pour considérer dans quelle mesure les ruptures ont été préférentiellement déclenchées dans la partie inférieure des versants, où les contraintes imposées par le glacier étaient les plus forte, et (ii) pour comparer les modèles de fracturation de la roche sur la face amont des bares rocheuses (fortes contraintes imposées) et sur leur face aval (faibles contraintes imposées). Finallement, des repères chronologiques fournissent l'opportunité de tester si l'âge des ruptures est en accord avec les modèles proposésd'évolution paraglaciaires des versants.

Méthodes utilisées:
- Reconstruction de l'extension du glacier
- Identification des impacts de la décompression post-glaciaire: (1) Etude des instabilités de versant à l'échelle régionale et (2) des effets du relâchement des contraintes à plus petite échelle
- Datations de l'âges d'exposition au rayonnement cosmique (10Be)

 
Cossart & al. 2008 - A
Alpes françaises :
La période favorable aux mouvements de terrain semble correspondre à des transitions climatiques, durant des phases intermédiaires entre des périodes froides et des périodes tempérées, lorsque l'activité morphodynamique était plus intense.
 Synthèse du programme EPOCH. Flageollet 1994 - R: EPOCH


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes :
Le permafrost de montagne est extrêmement sensible aux changements climatiques. Ces derniers étés, on a pu observer une augmentation de l’intensité et de la fréquence des éboulements et des charriages de débris dans l’ensemble des Alpes (ex. : effondrement d’une moraine à Mulinet, écroulements au Cervin et au Thurwieser, laves torrentielles à Guttannen et nombreux petits phénomènes)
.
 Le WP6 du projet PermaNET a étudié le lien entre le permafrost et les risques naturels dans des conditions de changement climatique. Un état des connaissances sur les risques liés au permafrost et à la dégradation du permafrost a été élaboré. Mair & al. 2011 - R PermaNET
Alpes italiennes – Vallée d’Aoste :
Concernant les écroulements et mouvements de terrain, on est confronté à l’impossibilité de quantifier les changements (fréquence, temps de retour, etc.). Il s’agit de phénomènes peu prévisibles, difficiles à comprendre et dont l’activité est difficile à relier au changement climatique de manière univoque (il est même difficile de la relier aux pluies, ou encore à l’action du gel…).
La Vallée d’Aoste dispose de bases de données importante des phénomènes d’écroulement/mouvements de terrain (projet IFFI) permettant des analyses de distribution par milieux morpho-climatique et l’étude des variations de l’altitude typique des phénomènes. Stévenin 2011 - P
Alpes suisses et autrichiennes :
Au cours de la dernière décennie, un nombre croissant d'études ont suivi et quantifié le comportement au fluage de glaciers rocheux dans les Alpes et ont observé une augmentation des déplacements en surface depuis les années 1990 [voir détails et références dans l'étude]. Dans ce contexte, il est décrit que les glaciers rocheux alpins présentent un comportement plutôt synchrone et réagissent sensiblement à l'augmentation récente de la température.
Les vitesses horizontales accélérées, ainsi que les processus de glissement, influencent fortement la stabilité du front des glaciers rocheux. Une augmentation de l'activité des chutes de blocs (fréquence et magnitude) a ainsi été reconnue au front de plusieurs glaciers rocheux.
L'analyse du développement observé des fissures indique que les taux de contrainte ont augmenté de manière significative. Il n'est pas clair si cette formation est un processus graduel (comme indiqué par la croissance lente de la plupart des fissures) ou lié au dépassement soudain d'un seuil (comme l’indique l'accélération de la formation de fissures dans les années 1990). De plus, cette évolution peut différer entre les différents glaciers rocheux.
.
 La déstabilisation des glaciers rocheux actifs est indiquée par des changements dans leur cinématique, leur géométrie et leur topographie. Ces phénomènes sont étudiés qualitativement sur le terrain et par l'interprétation de photographies terrestres et aériennes. Les vitesses horizontales, les taux d’avancée du front des glaciers rocheux, ainsi que le développement et la profondeur des fissures, sont évalués et quantifiés par l'utilisation d’othophotos numériques et par des mesures GPS différentiel sur le terrain. En outre, la technique de télédétection InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) a récemment été appliquée pour détecter les changements de relief. Une fois les déstabilisations détectées, les glaciers rocheux ont été suivis régulièrement et monitorés. Roer & al. 2008 - P
Alpes suisses :
L'augmentation observée des précipitations durant les 20 dernières années (15 à 30%) a provoqué une intensification et une réactivation de nombreux mouvements de terrain dans la partie Ouest des Alpes Suisses (généralement en relation avec des mouvements très larges). Dans la partie Est, ces événements d'instabilité prennent plutôt la forme de coulée de boue et sont plutôt en relation avec des précipitations sur le long terme.
  Bader & Kunz 2000e - R: PNR31
Alpes suisses :
L'accroissement général de la pluviométrie constaté depuis deux décennies (dès 1977) dans la partie occidentale du pays et dans une moindre mesure au Tessin, s'est concrétisée de manière incontestable par une recrudescence des mouvements de terrain de toutes natures, le plus souvent liés à de grands glissements de terrain, et par la réactivation générale de certains de ces grands glissements.
Une accélération plus ou moins généralisée des grands glissements de terrain, génératrice d'accidents, a caractérisé depuis 20 ans les secteurs étudiés de Suisse occidentale et méridionale. Cette forte concentration de cas de réactivation de grands glissement n'a pas eu d'équivalent en Suisse Alémanique et notamment en Suisse Orientale.
 Etude de 13 sites instables : recherche et synthèse des données existantes, cartographie, points géodésiques du réseau de trinangulation, mesures GPS, photogrammétrie, mesures de déplacement en continu sur 1 site, mesures inclinométriques en forages.
Inventaire et analyse des données pluviométriques ISM pour tous les sites et comparaison avec l'activité des mouvements.
Noverraz & al. 1998 - R: PNR31


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Glissements de Super-Sauze et Boisivre (vallée de l'Ubaye / bassin de Barcelonnette, Alpes françaises) :
En conséquence de la diminution générale à la fois des niveaux piézométriques et des quantités d'eau stockée dans la partie de sol non-saturée au siècle prochain (sorties du modèle pour les périodes 1970-1989 et 2070-2089), le modèle de stabilité de pente simule une diminution générale de l'activité des glissements particulièrement marquée pour celui de Boisivre. La fréquence des surfaces instables est calculée par rapport à la surface totale du glissement (par exemple, une fréquence de 0,5 indique que 50% des pixels calculés ont un facteur de sécurité d'une valeur inférieure à 1,1). Le résultat le plus intéressant de cet exercice est que certaines parties des glissements vont tout de même êtres déclenchées ou réactivées au siècle prochain, bien qu'une diminution des pixels instables de 10 à 20% soit simulée.

Pour le scénario de changement climatique pris en compte, et étant données les incertitudes associées à la modélisation des paramètres climatiques et les concepts très simples utilisés dans les modèles hydrologiques et de stabilité de versant, les simulations d'impact indiquent : (1) sur les versants exposés au sud, une diminution drastique de l'instabilité de versant pour les glissements rotationnels, associée à une augmentation de l'évapotranspiration et à la diminution consécutive de l'humidité des sols et de la porosité effective dans la partie supérieure de sol non-saturée ; (2) sur les versants exposés au nord, l'influence du changement climatique sur les glissements-coulées est limitée avec une réduction plutôt faible de l'instabilité des versants. Cette situation s'explique par la faible variation des quantités de précipitations annuelles (la réduction critique du couvert neigeux semble être compensée par l'augmentation des précipitations liquides).

    
    

La méthodologie proposée simule les effets du changement climatique sur la fréquence des glissements de terrain avec des modèles à base physique de l'hydrologie de versant et de la stabilité de versant. Les scénarios de changements climatiques (variables climatiques) de Modèles de Circulation Générale (GCMs) sont utilisées en entrée des modèles de versant. Ces scénarios climatiques sont dans la gamme pour laquelle les modèles de versant ont été élaborés et validés. Les modèles sont appliqués sur deux versants instables pour lesquels des informations détaillées sont disponibles sur la géométrie du versant, l'hydrologie et l'activité de l'instabilité : le glissement-coulée de Super-Sauze et le glissement rotationnel de Boisivre.

Les résultats du scénario d'impact doivent être interprétés prudemment. Premièrement, cette approche présuppose que la géométrie des glissements ne varie pas au cours du temps (par exemple, un facteur de sécurité statique est évalué à chaque incrément de temps pour une grille de calcul fixe). Secondement, seules les données météorologiques en entrée sont considérées dans le modèle de versant, mais de nombreux autres facteurs tels que les changements d'utilisation du sol, la disponibilité en matériaux ou les rétroactions avec la végétation contrôlent également la fréquence des glissements de terrain.

Malet & al 2007 - P


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes :
Pour les versants rocheux non-englacés mais soumis à la dégradation du permafrost, le réchauffement des prochaines décennies va amener de nombreux secteurs à une température critique, ce qui devrait entraîner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des écroulements sur les parois rocheuses de haute montagne. Le permafrost des formations superficielles se dégrade également. Les effets attendus sont la recrudescence de phénomènes tels que le tassement des dépôts détritiques sur pentes faibles, leur déstabilisation sur pentes plus raides, et l’augmentation de la fréquence des laves torrentielles et des coulées de débris
. [voir références dans l'étude].
  Ravanel 2009 - A
Alpes :
Les scénarios climatiques actuels indiquent une augmentation des chutes de pluie en hiver et une diminution en été, combinée avec une augmentation des températures. Nous n'avons aucune idée si ces "nouvelles" combinaisons vont ou non augmenter l'instabilité des pentes.

Il n’y a actuellement pas d’évidence sur un lien possible entre des périodes froides et une activité des mouvements réduite et des périodes chaudes avec une activité des mouvements renforcée, même si il est clair qu’une période avec plus de précipitations augmenterait l’activité des glissements de terrain.
  Malet 2006 - C1
Alpes :
D'ici à 2030, une accentuation de l'instabilité des pentes et des mouvements de terrain est à prévoir.
  CIRPA 2002 - R
Alpes suisses :
Des zones instables qui sont actuellement en mouvement avec de faibles intensités (cm/an) pourraient se mouvoir avec des intensités moyennes (dm/an) sous des conditions climatiques changeantes.

Une augmentation des minimums de température et des précipitations pendant l'hiver et le printemps pourrait entraîner une augmentation des vitesses de déplacement dans les zones instables (régions pré-alpines) et une réactivation de petits mouvements (<1km²) à faible altitude (<1500 m asl).
  Bader & Kunz 2000e - R: PNR31
Alpes suisses :
Il n'y a pas lieu de prévoir une accélération systématique notable des mouvements des grands versants instables à moyen terme, en relation avec les modifications climatiques constatées jusqu'à aujourd'hui sur l'ensemble de la Suisse.

Par ailleurs, le grand nombre de cas étudiés ou analysés confirme que chaque glissement réagit en fonction de son contexte propre, géologique, hydrogéologique, hydrographique, topographique et climatique, avec une sensibilité très variable et qu'il n'est pas possible de dégager une tendance d'évolution à long terme valable pour tous les versants et toutes les parties du pays.


Il n'est pas possible de prévoir d'une façon générale les conséquences quantitatives sur les mouvements d'un accroissement de la pluviométrie ou de modifications du régime pluviométrique.
  Noverraz & al. 1998 - R: PNR31
Zones de flysch en Suisse :
Des réactivations importantes d'anciens glissements sont à attendre au printemps, comme le montre l'exemple actuel de la région du Lac Noir en Singine où de nombreux déclenchements de glissements et de coulées se sont produits autour du site de Falli-Hölli, dès les années 1990.

L'impact des projections climatiques proposées n'augmentera probablement pas la superficie des zones sensibles aux glissements en terrain de flysch. Par contre, des régions potentiellement instables situées à des altitudes comprises entre 1000m et 1500m montreront des réactivations d'anciens glissements dormants. Dans ces régions, une augmentation généralisée de la vitesse de déplacements de glissements lents (cm/an) est à attendre et des cas isolés de type Falli-Hölli ne sont pas à exclure.
 Cartographie, levé géologique, géodésie, photogrammétrie, géophysique, inclinométrie-extensométrie, géotechnique, modélisation, bilan de l'eau en surface, analyses de l'hydrogéologie, la climatologie, l'utilisation du sol/activités humaines, archives historiques, dendrochronologie, datations (C14), cadastres et cartes, SIG. Lateltin & al. 1997 - R: PNR31

 

 

 


FRÉQUENCE
DES MOUVEMENTS DE TERRAIN

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Cortina d’Ampezzo et Corvara Badia (Dolomites, Alpes italiennes orientales) :
Dans le secteur de Corvara la distribution des âges montre une activité persistante des mouvements de terrain pendant l'ensemble de la période Holocène, tandis qu'à Cortina les âges sont plus dispersés. Cela pourrait être lié au nombre d'échantillons datés (24 échantillons à Cortina, 49 à Corvara). Quoiqu'il en soit, certains groupes de dates sont reconnaissables dans les deux enregistrements (vers 5 ka cal BP et de 2 à 3 ka cal BP), tandis que les autres ne sont pas analogues, comme le groupe temporel 11000–9500 à Cortina, qui n'est pas si marqué à Corvara.

Si l'on considère la distribution de probabilités des dates regroupées pour les deux sites d'étude, l'image est différente et l'aggrégation autour de certains âges devient plus claire. En analysant le jeu de données complet, quatre périodes d'activité accrue des mouvements de terrain peuvent être mises en évidence : I. de 10700 à 8400 cal BP, entre le Dryas récent et le Préboreal ; II. de 8200 à 6900 cal BP, pendant l'Altlantique ancien ; III. de 5800 à 4500 cal BP, entre l'Atlantique et le Subboréal ; et IV. de 4000 à 2100 cal BP, entre le Subboréal et le Subatlantique. Ces périodes ont été comparées à différents enregistrements paléoclimatiques tardiglaciaires et holocènes, pour vérifier la correspondance entre les périodes d'activité accrue des mouvements de terrain et les périodes froides et humides reconnues à différentes échelles spatiales.

De nombreuses ruptures initiales de grands glissements se sont produites entre 11000 et 10000 cal BP, c'est-à-dire pendant la transition Tardiglaciaire-Holocène (Soldati et al., 2004). Le grand nombre d'événements datés à cette période peut ne pas indiquer une augmentation de la fréquence des mouvements, étant la conséquence de la plus grande chance de trouver des débris végétaux enfouis. Autrement, en faisant l'hypothèse d'une signification climatique de ce groupe d'âges, celui-ci pourrait être lié à la dégradation des versants suite à la fonte définitive du permafrost et à l'augmentation ultérieure de la disponibilité en eau aux hautes altitude.

La période II pourrait être liée aux effets de l'événement de 8200 ans (Bond et al., 1997), comme dans le cas de nombreux autres enregistrements de différents indicateurs qui signalent cet événement climatique global. L'activité accrue à l'Holocène supérieur est liée à des périodes plus froides et humides tout au long du Subboréal et du Subatlantique. En particulier, partant du Subatlantique, certains auteurs ont trouvé que l'augmentation des phénomènes d'instabilité de versant est liée à l'impact des activités humaines, principalement à cause de la déforestation (Dapples et al., 2002). Ces études montrent que le facteur anthropique doit être considéré au moins depuis l'âge de Bronze, possiblement comme un amplificateur des facteurs climatiques.

Cette étude porte sur les relations entre les changements climatiques et l'évolution des versants dans les Dolomites pendant le Quaternaire supérieur, avec une attention particulière portée aux processus de mouvements de terrain. , with particular attention paid to landslide processes. La prémisse de base est que les modifications de la fréquence des mouvements de terrain peut être interprétée comme des changements des conditions hydrologiques des versants, qui sont elles même controlées par le climat.

Pour analyser l'occurrence temporelle des glissements de terrain, les distributions de probabilité ont été sommées pour chaque datation, produisant des histogrammes pour chaque site d'étude et pour les deux sites ensemble. Avec cette procédure, en plus des datations directes des événements de glissements de terrain, les âges obtenus à partir de sédiments lacustres ont été considérés.

Partant de la synthèse du jeu de données présenté dans Soldati et al. (2004) et de onze nouvelles datations, la séquence d'instabilité accrue des versants a été à nouveau développée, en analysant la distribution statistique des âges radiocarbones calibrés.

Borgatti & Soldati 2010 - A
Upper Durance catchment (Southern French Alps):
La datation de l'exposition des surfaces rocheuses déglacées avec le 10Be cosmogénique a permis d'affiner le timing de la déglaciation de la zone d'étude, et de relier l'histoire de la déglaciation à celle précédemment établie dans la partie nord-ouest du massif des Ecrins. La datation des instabilités de versant suggère que la rupture initiale s'est produite peu après la déglaciation, en accord avec une relation entre le retrait glaciaire, le développement rapide de fractures de relâchement de contraintes, et les ruptures de versant rocheux. L'étude de cas du
Pré de Madame Carle suggère que les versant à l'échelle alpine peuvent continuer à exister dans les conditions d'un état critique de stabilité pendant plusieurs millénaires après l'événement déclencheur initial, avec un mouvement progressif du haut de versant ou un mouvement régressif de la zone de rupture potentielle. Le modèle proposé apparaît en accord avec les résultats d'autres études dans les montagnes européennes qui indiquent deux étapes distinctes dans l'activité des mouvements de errain : une période initiale d'instabilité des versants au début de l'Holocène, associée à de nombreux glissements de terrain post-glaciaires ; et une période plus tardive d'instabilité au cours des chronozones Subboréal et Subatlantique, au cours desquels les ruptures de versant ont souvent été expliquées par des facteurs déclenchants non paraglaciaires impliquant, par exemple, une augmentation des précipitations (e.g. Alexandrowicz, 1993; Starkel, 1997; Corsini et al., 2001; Soldati et al., 2004). Des investigations et datations supplémentaires sont nécessaires pour documenter une corrélation entre les présents résultats et ceux de telles études.

Cette étude associe une reconstruction à plusieurs échelles spatiales au contexte chronologique de la déglaciation et des instabilités rocheuses dans le bassin de la haute Durance. Les auteurs commencent par documenter les forces de décompression impliquées par l'ancienne extension du glacier et l'application des lois glaciologiques dans le cadre d'un Système d'Information Géographique (SIG). Secondement, à l'échelle régionale, ils inventorient les instabilités et comparent leur localisation à celle des secteurs où les contraintes à la fois normales et longitudinales (appliquées par l'ancien glacier) étaient maximales. Troisièmement, ils sélectionnent des sites (i) pour considérer dans quelle mesure les ruptures ont été préférentiellement déclenchées dans la partie inférieure des versants, où les contraintes imposées par le glacier étaient les plus forte, et (ii) pour comparer les modèles de fracturation de la roche sur la face amont des bares rocheuses (fortes contraintes imposées) et sur leur face aval (faibles contraintes imposées). Finallement, des repères chronologiques fournissent l'opportunité de tester si l'âge des ruptures est en accord avec les modèles proposésd'évolution paraglaciaires des versants.

Méthodes utilisées:
- Reconstruction de l'extension du glacier
- Identification des impacts de la décompression post-glaciaire: (1) Etude des instabilités de versant à l'échelle régionale et (2) des effets du relâchement des contraintes à plus petite échelle
- Datations de l'âges d'exposition au rayonnement cosmique (10Be)

Cossart & al. 2008 - A

Tyrol (Alpes autrichiennes) :
Pour identifier les causes potentielles et les facteurs déclenchants des glissements de terrain, une première compilation exhaustive des mouvements de terrain datés au Tyrol et dans ses environs a été réalisée. Elle révèle que la majorité des mouvements de l'Holocène n'ont évidemment pas été directement déclenchés par les processus de déglaciation, mais ont necessité un temps de préparation de l'ordre de 1000 ans, après le retrait de la glace, jusqu'à la rupture des versants. Certains des plus grands glissements de terrain dans les Alpes se sont produits au début de l'Holocène, vers 10 500–9400 cal BP. De façon remarquable, plusieurs glissements rocheux profonds au Tyrol se montrent temporellement groupés, vers 4200–3000 cal BP, et certains d'entre eux sont aussi groupés spatiallement. Cela indique d'importants changements environnementaux dans cette région au milieu de l'Holocène.

En terme d'occurrence temporelle, quelques ruptures de versants rocheux coïncident avec (i) des glissements datés dans les régions alentours, (ii) une activité accrue des laves torrentielles et, partiellement, avec (iii) les fluctuations glaciaires dans les Alpes centrales autrichiennes. En les combinant, ces données peuvent servir d'indicateurs des conditions paléoclimatiques et peuvent indiquer des périodes d'accroissement des précipitations et des écoulements souterrains.

Cette étude traite de la distribution temporelle des mouvements de terrain datés dans le Tyrol (Autriche) et dans les secteurs alentours. Plusieurs glissements profonds s'y classent parmi les plus gros événements dans les Alpes et montrent une distribution spatiale concentrée. Pour évaluer la distribution spatiale et temporelle des glissements, une première compilation exhaustive des mouvements de terrain datés dans les Alpes orientales a été réalisée. Elle fournit un aperçu des causes potentielles et des mécanismes de dégradation de la résistance des roches qui ont pu favoriser les instabilités de versant au cours de l'Holocène. À présent, plus de 480 glissements différents du Tyrol et de ses environs incluant environ 120 événements fossiles sont enregistrés dans une base de données spatialisée couplée à un SIG. Prager & al. 2008 - A
Dolomites (Alpes italiennes orientales) :
La première phase marquée d'instabilité de pente est observée au cours du Pré-Boréal et du Boréal (environ 11500-8500 BP) et inclut, d'une part, les grands glissements translationnels qui ont eu lieu après le retrait des glaciers würmiens et la décompression en résultant, et d'autre part, les mouvements complexes (glissements rotationnels et coulées) qui ont affecté les formations pélitiques sous-jacentes et ont probablement été favorisés par les hauts niveaux des nappes phréatiques (résultant d'une augmentation des précipitations et/ou de la fonte du permafrost).

Une deuxième concentration de glissements de terrain a été trouvée au cours du Sub-Boréal (vers 5800-2000 BP), lorsque des processus de versant, principalement les glissements rotationnels, se sont produits dans les sites d'étude. Ces glissements sont considérés comme des réactivations d'événements plus anciens liés à la phase d'augmentation des précipitations du milieu de l'Holocène, qui a pu être documentée dans plusieurs régions européennes. En revanche, le faible nombre de glissements de terrain datés du Petit Age Glaciaire dans les secteurs d'étude ne permet pas de détecter une fréquence accrue de glissements.

Les fortes fréquences de glissement de terrain depuis le tardiglaciaire s'expliquent certainement en partie par l'influence de facteurs non-climatiques, mais beaucoup des glissements étudiés pourraient être considérés comme des indicateurs des changements climatiques.


Europe:
La comparaison avec les données bibliographiques concernant d'autres secteurs de montagne européens est parlante. En fait, des concentrations de glissements de terrain au cours des mêmes périodes que celles mises en avant pour les sites étudiés ont été trouvées dans diverses régions européennes, comme le Royaume-Uni, la Péninsule Ibérique et l'Europe de l'Est. Les recherches effectuées dans les Alpes suisses (Lateltin et al., 1997) ont mis en évidence une concentration d'événements durant le Pré-Boréal (11200-10000 BP), le Sub-Boréal (5900-3500 BP) et le Sub-Atlantique inférieure (2600-1700 BP). À cela, une intensification des événements survenus au cours des 500 dernières années devrait être ajoutée.

Une certaine similarité entre les distributions temporelles des glissements de terrain dans diverses régions européennes et dans les Dolomites est évidente. En effet, tous les cas décrits précédemment sont survenus au cours des deux périodes de forte activité identifiées (avec plus ou moins de précision). A l'échelle européenne, le Pré-Boréal coïncide avec la plus ancienne période montrant de fréquentes instabilités de pente postglaciaires qui a pu être identifiée par divers auteurs. En revanche, la deuxième période d'occurrence correspond à une augmentation des précipitations identifiée dans la littérature. Cependant, l'hypothèse de l'influence directe du changement climatique sur les glissements de terrain, partiellement confirmée par les études de cas européennes mentionnées, nécessite d'être encore vérifiée.
Les recherches effectuées depuis quelques années ont mené à une caractérisation typologique et chronologique des divers glissements de terrain présents dans les secteurs d'Alta Badia et de Cortina d'Ampezzo. De nombreux troncs et restes d'arbres ont été trouvés le long des talus d'érosion ou lors de fouilles et des carottages de dépôts de glissements ont été effectués. De plus, des échantillons de bois et de tourbe ont été retrouvés dans des dépôts lacustres. La datation au carbone 14 conventionnelle a permis une reconstitution chronologique des processus de glissement de terrain pour les deux sites d'étude.

Un effort a été réalisé pour évaluer lesquelles des nombreuses datations obtenues peuvent être reliées à des événements d'un type ou d'une intensité qui peuvent être considérés comme des indicateurs des changements climatiques de l'Holocène. Le degré de signification climatique de chacun des glissements de terrain datés a été évalué sur la base des critères suivants :
• le contexte géomorphologique dans lequel le glissement de terrain a eu lieu;
• le type de glissement de terrain;
• les matériaux impliqués dans le glissement;
• la taille/intensité du glissement de terrain;
• le type d'éléments daté;
• la profondeur à laquelle les éléments datés ont été trouvés;
• la stratigraphie du forage.
Soldati & al 2004 - A
Préalpes Fribourgeoises :
Les hautes fréquences d'instabilités de terrain interviennent parallèlement à la mise en place de conditions climatiques globalement plus humides et plus froides. L'eau restant le paramètre déterminant dans les processus de mouvements de terrain, la mise en place de conditions climatiques humides est beaucoup plus importante en soi que l'intervention de conditions climatiques froides.

En effet, les périodes de mouvements de terrain accrus se corrèlent également bien avec les périodes de fonte du permafrost succédant aux récurrences glaciaires de Daun et du Dryas Récent. On observe toutefois des périodes humides et froides au cours desquelles aucun, voire seuls de rares signes d'instabilités de terrain sont présents.
  Dapples 2002 -T
Zones de flysch en Suisse :
Vers 13 000 BP, les glaciers locaux occupent encore le fond de certaines vallées préalpines situées au-dessus de 1200m et empêchent le déclenchement d'instabilités de terrain.

Du début de la glaciation du Würm jusqu'à la fin du tardiglaciaire, les régions préalpines en zone de flysch ne sont pas le siège de nombreuses instabilités de terrain car les paramètres climatiques engendrent des conditions de pergélisol jusqu'à des altitudes très basses (environ 1500m). C'est donc une période très calme sur le plan des glissements de terrain.

Durant le début de l'Holocène (Préboréal, vers 10 000 BP), de très nombreuses instabilités de terrain se développent dans les zones de Flysch des Préalpes et des Alpes, avec des surfaces de glissement supérieures à 10 mètres de profondeur. Plusieurs événements catastrophiques (grands glissements ou éboulements) se sont produits dans les Alpes à cette époque.

Il faut attendre la période qui s'étend de l'Atlantique récent (6000 BP) à la fin du Subboréal (2700 BP) pour rencontrer de nouveaux exemples de glissements de terrain en zone de flysch dans les Préalpes. Par exemple, la première phase de mobilisation connue du glissement de Falli-Hölli dans les Préalpes fribourgeoises (Flysch du Gurnigel) date de 5000 BP.

La période qui s'étend de l'Atlantique récent à la fin du Subboréal semble constituer une époque très favorable aux glissements de terrain profonds (plus de 10 mètres) dans les Alpes.

Durant le Subatlantique récent (2800 BP à 1000 BP), des périodes de solifluxion ont été décrites dans les Alpes mais elles semblent plutôt correspondre sur les terrains préalpins en zone de flysch à des déclenchements d'instabilités superficielles ou à des laves torrentielles (p.ex. glissement du Hohberg).

Sur la base des informations disponibles, la période qui s'étend du Moyen Age jusqu'à la fin du Petit âge glaciaire ne semble pas propice, à l'échelle régionale, à d'importantes réactivations de glissements de terrain profonds dans les zones de flysch.

A la suite de l'excédent de précipitations enregistrées en Singine durant la période 1978-1988 et de l'élévation des températures minimales durant l'hiver et le printemps, de nombreuses zones instables se sont réactivées à proximité du site de Falli-Hölli dans la vallée du Lac Noir dès 1990.
Cartographie, levé géologique, géodésie, photogrammétrie, géophysique, inclinométrie-extensométrie, géotechnique, modélisation, bilan de l'eau en surface, analyses de l'hydrogéologie, la climatologie, l'utilisation du sol/activités humaines, archives historiques, dendrochronologie, datations (C14), cadastres et cartes, SIG. Lateltin & al. 1997 - R: PNR31
Europe:
Les datations faites en Suisse et au Royaume-Uni montrent que les grands glissements postglaciaires n'ont pas eu lieu juste après le retrait glaciaire, mais avec un retard allant jusqu'à plusieurs milliers d'années (Schoeneich 1991). Dans les Alpes suisses, plusieurs événements catastrophiques seraient regroupés sur la période 0-500 qui pourrait correspondre à une augmentation des précipitations intenses.

Starkel (1966) a soutenu que la période de déclenchements de l'Holocene n'était pas complètement aléatoire, mais avait été contrôlée par le climat. Il a identifié trois périodes principales d'activité : une au début du Dryas lorsque le permafrost disparaissait (entre 11000 et 9000 B.P.) et deux périodes plus humides et plus chaudes, une au cours de l'Atlantique (7000-5000 B.P) et une pendant le Subatlantique (1500-500 B.P.).


En utilisant des données supplémentaires, on ne peut pas généraliser ces affirmations à l'ensemble de l'Europe. Des glissements de terrain ont eu lieu durant d'autres périodes et ils ont été particulièrement fréquents au cours des derniers siècles. Actuellement, le faible nombre de glissements de terrain datés ne permet pas d'obtenir un aperçu optimal de la distribution temporelle pour tous les emplacements. Les glissements de terrain se sont produits continuellement depuis le retrait glaciaire.

En ce qui concerne les glissements de terrain profonds, Johnson (1987) a également conclu qu'il n'y avait pas assez de données disponibles pour confirmer les hypothèses de Starkel. Le siècle dernier a été caractérisé par une forte activité des glissements de terrain.
 Analyse bibliographique Corominas & al 1994 - R: EPOCH

Europe:
D'après de précédentes études, le passage entre le Pléistocène et l'Holocène (11,000 - 10,000) a aussi été une période aux conditions périglaciaires en Grande-Bretagne, avec un permafrost discontinu, qui correspond à une période d'importantes instabilités de pente dans tout le pays. Il y a confirmation dans le bassin de Cortina d'Ampezzo, où plusieurs mouvements sont survenus entre 10,000 et 9,000 et où l'on pense que de nombreux glissements de terrain de grande taille ont eu lieu après le retrait des glaciers, en partie en raison de la décompression.

Il est admis, depuis Starkel (1966), que la fin du Boréal et le début de l'Atlantique (7500-6000 BP), périodes au climat légèrement plus chaud et plus humide qu'actuellement avec une élévation du niveau de la mer, correspondent à des phases où les glissements étaient fréquents en Europe.

Plusieurs glissements de terrain situés dans le bassin de Cortina d'Ampezzo sont vieux d'environ 4000-5000 ans, ce qui correspond, dans ce secteur, à une période sèche de l' « optimum climatique » de l'Atlantique Supérieure.

En revanche, la transition entre le Subboréal et le Subatlantique (3000-2000) coïncide avec une augmentation des précipitations et du déboisement et a connu une recrudescence des mouvements de terrain.

Rappelons également que pendant le Petit Age Glaciaire (1550-1850), la Grande-Bretagne a subi une importante détérioration climatique, caractérisée par des hivers froids et des étés humides, avec probablement des niveaux de nappes phréatiques anormalement élevés. Un grand nombre de glissements de terrain majeurs sont datés de cette période. En Italie, dans la région de Marche, les phénomènes actifs ou dormants sont en fait des réactivations de mouvements historiques, qui dans plusieurs cas trouvent leur origine au début du PAG.

Synthèse [WP5]:
Principales périodes d'activité des mouvements de terrain :
- Pleistocène
- Passage entre le Pleistocène et l'Holocène (11,000 - 10,000 BP)
- Fin du Boréal et début de l'Atlantique(7,500 - 6,000 BP)
- Subboréal et Subatlantique (3,000 - 2,000 BP)
- Petit Age Glaciaire (1550 - 1850)

Cette synthèse est basée sur les nombreuses études menées dans le cadre du programme EPOCH. Les chercheurs se sont engagés à utiliser la même méthodologie pour la collecte, le stockage et l'analyse des données. Flageollet 1994 - R: EPOCH


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
 Alpes :
Le permafrost de montagne est extrêmement sensible aux changements climatiques. Ces derniers étés, on a pu observer une augmentation de l’intensité et de la fréquence des éboulements et des charriages de débris dans l’ensemble des Alpes (ex. : effondrement d’une moraine à Mulinet, écroulements au Cervin et au Thurwieser, laves torrentielles à Guttannen et nombreux petits phénomènes)
.
  Le WP6 du projet PermaNET a étudié le lien entre le permafrost et les risques naturels dans des conditions de changement climatique. Un état des connaissances sur les risques liés au permafrost et à la dégradation du permafrost a été élaboré. Mair & al. 2011 - R PermaNET
Alpes italiennes – Vallée d’Aoste :
Concernant les écroulements et mouvements de terrain, on est confronté à l’impossibilité de quantifier les changements (fréquence, temps de retour, etc.). Il s’agit de phénomènes peu prévisibles, difficiles à comprendre et dont l’activité est difficile à relier au changement climatique de manière univoque (il est même difficile de la relier aux pluies, ou encore à l’action du gel…).
 La Vallée d’Aoste dispose de bases de données importante des phénomènes d’écroulement/mouvements de terrain (projet IFFI) permettant des analyses de distribution par milieux morpho-climatique et l’étude des variations de l’altitude typique des phénomènes. Stévenin 2011 - P
Alpes suisses :
Une accélération plus ou moins généralisée des grands glissements de terrain, génératrice d'accidents, a caractérisé depuis 20 ans les secteurs étudiés de Suisse occidentale et méridionale, en réponse à un accroissement marqué de la pluviométrie qui agit le plus souvent sur les eaux souterraines (eaux infiltrées), mais parfois aussi sur les eaux d'écoulement (érosion torrentielle). Une plus grande constance de la pluviométrie sur la Suisse alémanique et orientale se traduit par contre logiquement par une relative constance de l'activité des grands glissements au cours de ce siècle.
  Noverraz & al. 1998 - R: PNR31


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Glissements de Super-Sauze et Boisivre (vallée de l'Ubaye / bassin de Barcelonnette, Alpes françaises) :
En conséquence de la diminution générale à la fois des niveaux piézométriques et des quantités d'eau stockée dans la partie de sol non-saturée au siècle prochain (sorties du modèle pour les périodes 1970-1989 et 2070-2089), le modèle de stabilité de pente simule une diminution générale de l'activité des glissements particulièrement marquée pour celui de Boisivre. La fréquence des surfaces instables est calculée par rapport à la surface totale du glissement (par exemple, une fréquence de 0,5 indique que 50% des pixels calculés ont un facteur de sécurité d'une valeur inférieure à 1,1). Le résultat le plus intéressant de cet exercice est que certaines parties des glissements vont tout de même êtres déclenchées ou réactivées au siècle prochain, bien qu'une diminution des pixels instables de 10 à 20% soit simulée.

Les résultats du scénario d'impact doivent être interprétés prudemment. Premièrement, cette approche présuppose que la géométrie des glissements ne varie pas au cours du temps (par exemple, un facteur de sécurité statique est évalué à chaque incrément de temps pour une grille de calcul fixe). Secondement, seules les données météorologiques en entrée sont considérées dans le modèle de versant, mais de nombreux autres facteurs tels que les changements d'utilisation du sol, la disponibilité en matériaux ou les rétroactions avec la végétation contrôlent également la fréquence des glissements de terrain.

 

La méthodologie proposée simule les effets du changement climatique sur la fréquence des glissements de terrain avec des modèles à base physique de l'hydrologie de versant et de la stabilité de versant. Les scénarios de changements climatiques (variables climatiques) de Modèles de Circulation Générale (GCMs) sont utilisées en entrée des modèles de versant. Ces scénarios climatiques sont dans la gamme pour laquelle les modèles de versant ont été élaborés et validés. Les modèles sont appliqués sur deux versants instables pour lesquels des informations détaillées sont disponibles sur la géométrie du versant, l'hydrologie et l'activité de l'instabilité : le glissement-coulée de Super-Sauze et le glissement rotationnel de Boisivre.

Malet & al 2007 - P
  

Alpes françaises :
[Dans le bassin de Barcelonette], le scénario de la fréquence des réactivations de glissements de terrain f, suit généralement les scénarios de précipitations moyennes. Des tendances distinctes ne sont simulées dans aucun des GCM. Apparemment, la diminution des précipitations estivales et l’augmentation de l’évapotranspiration sont annulées par l’augmentation des précipitations hivernales et printanières.

La présentation des scénarios de réactivation de glissement de terrain basé sur des scénarios d’extrapolation statistique analogique de faible qualité semble inutile. Cependant, ce travail a tout de même été réalisé pour montrer que la sous estimation des précipitations est amplifiée dans f (ECHAM ‘, 1960 à 1989 : 17.5% de précipitations à 81% de f en moyenne). Ceci montre l’importance de scénarios de précipitations consistants et plausibles dans le but d’obtenir des scénarios d’impacts consistants.

Un changement distinct de la fréquence de réactivation des glissements de terrain a été simulé seulement avec une combinaison spécifique de GCM et d’approche d’extrapolation (régression multiple, ECHAM 4). Ceci indique que la considération, non seulement de différents GCM, mais aussi de différentes méthodes d’extrapolation statistique est justifiée et même recommandée dans le but d’obtenir une meilleure appréciation des incertitudes générales dans les études d’impacts du changement climatique.

L’influence de la variabilité inter décennale des précipitations est considérable [pour le scénario de réactivation des glissements avec multiple régression et ECHAM 4 pour tous les intervalles de temps]. Cette influence semble plus importante que l’influence de l’augmentation des températures, qui aurait résultée en un léger déclin. Les températures sont importantes, mais elles deviennent décisives quand les changements de précipitations sont très réduits ou qu’ils s’annulent entre les saisons. Les situations d’anomalies majeures pour les périodes ciblées 2030 à 2059 et 2040 à 2069  ont également été étudiées. Elles n’ont pas été considérées dans les deux autres approches d’extrapolation statistique. Ceci illustre l’importance de considérer des périodes entières des scénarios, plutôt que 3 ou 4 périodes sélectionnées dans le but d’apprécier les impacts radicaux des changements climatiques.

Finalement, les scénarios de différents quantiles de f [pour les situations anormales] sont encore plus à l’écart que les scénarios [de réactivation des glissements de terrains avec des régressions multiples et ECHAM 4 pour tous les intervalles de temps]. Ceci montre que a variabilité climatique non capturée par des régressions multiples, ou en général par les méthodes appliquées, ajoute une somme considérable d’incertitude aux impacts simulés. Cette variation n’est pas révélée lorsque l’on utilise d’autres méthodes d’extrapolation statistique, mais devrait toujours être considérée comme une part importante du climat local.

 
   

Un modèle de réactivation des glissements de terrain comme une fonction de paramètres climatiques a été alimenté avec un scénario de température et de nombreux scénarios de précipitation obtenu en appliquant 3 différentes méthodes (interpolation directe à partir de GCM, extrapolation statistique avec régression multiple et extrapolation statistique analogique) pour extrapoler 3 GCM (ECHAM 4, HCGG et HCGS).

Ce modèle quantifie la relation entre la réactivation du glissement de terrain et le climat en comparant des séries temporelles de précipitations avec des données de réactivation de glissements de terrain dérivés d’analyse de cernes d’arbres (Buma, 1998). La résolution temporelle de l’association est annuelle. Le modèle donne un seuil de 270 mm. Ceci signifie que si le cumul net de précipitation dépasse 270 mm sur 3 mois, une réactivation du glissement devrait survenir, selon le modèle. Le seuil permet seulement la discrimination entre « événement » et « non-événement » ; ce modèle est trop grossier pour évaluer a magnitude des événements, la durée de réactivation des glissements est systématiquement surestimée par le modèle. La fréquence de réactivation des glissements de terrain f a également été calculée.

Ce modèle présente trop d’incertitude pour une application satisfaisante pour l’évaluation des impacts du changement climatique. Cependant, le point principal de ce papier est de déterminer les influences de différents GCM et méthodes d’extrapolation sur les impacts simulés du changement climatique sur l’activité des glissements de terrain. Pour cet objectif, même un modèle théorique reliant changement climatique et glissement de terrain est utilisable. Donc le modèle est considéré comme suffisant pour cette étude de scénario.

Buma & Dehn 2000 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Alpes Françaises du Sud – Bassin versant du Riou Bourdoux (bassin de Barcelonnette) :
L'augmentation observée des réactivations de glissements de terrain superficiels déclenchés par la fonte des neiges depuis le début des années 1990 est liée très clairement à des températures printanières sans cesse croissantes et à la fonte rapide de la couverture de neige de l'hiver. D’après les différents scénarios d'émissions (B1, A1B et A2) du GIEC, les températures printanières dans la vallée de l'Ubaye (à l’'altitude de référence 1800 m) devraient augmenter de 1,4–1,7°C et 2,3–4,3°C pour les périodes 2021-2050 et 2071-2100 AD, respectivement (Rousselot et al, 2012.), qui à leur tour conduiront à une diminution de la neige équivalent en eau de 38%–60% et 62%–92% en 2050 et 2100 AD, respectivement. Dans le cas du scénario SRES B1, la diminution modérée de la couverture neigeuse entraînera probablement des réactivations de glissements de terrain plus fréquentes en 2050.

À la fin du siècle, cependant, le changement climatique pourrait finalement causer une diminution voire une disparition complète d'une couverture neigeuse permanente à 1800 m d'altitude (prévue dans tous les scénarios SRES), ajoutant un argument supplémentaire à l’augmentation attendue de l’occurrence des grands glissements de terrain dans les décennies à venir. Dans le même temps, cependant, la disparition attendue de la couverture de neige en hiver dans les zones sources des glissements de terrain vers la fin du 21ème siècle pourrait finalement ramener la fréquence des glissements de terrain à des niveaux d'avant 1990 .

Sur la base d'une inspection externe des tiges, les arbres inclinés et enterrés influencés par des glissements de terrain superficiels passés ont été échantillonnés. Au total, 3036 carottes ont été prélevées sur 759 arbres poussant sur les glissements de terrain. L’activité passée a été évaluée pour chaque site en utilisant les techniques de dendrogéomorphologiques standards et via l'évaluation des perturbations de croissance caractéristiques (i.e., bois de compression, suppression de croissance, blessures) dans l’enregistrement des cernes. Pour la datation des réactivations de glissements de terrain, ≥5 perturbations de la croissance et ≥10% des arbres échantillonnés devaient montrer des preuves solides de glissements de terrain au cours de la même année et pour des arbres situés dans la même zone du glissement. En outre, la position intra-annuelle du bois de compression a été utilisée pour évaluer la saisonnalité du basculement. La fréquence des glissements de terrain a été déterminée pour chaque site individuellement et pour le bassin versant du Riou Bourdoux. Lopez-Saez & al. 2013b - A
Alpes :
Pour les versants rocheux non-englacés mais soumis à la dégradation du permafrost, le réchauffement des prochaines décennies va amener de nombreux secteurs à une température critique, ce qui devrait entraîner l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des écroulements sur les parois rocheuses de haute montagne. Le permafrost des formations superficielles se dégrade également. Les effets attendus sont la recrudescence de phénomènes tels que le tassement des dépôts détritiques sur pentes faibles, leur déstabilisation sur pentes plus raides, et l’augmentation de la fréquence des laves torrentielles et des coulées de débris
. [voir références dans l'étude].
  Ravanel 2009 - A
Alpes :
Il n’y a pas de tendance générale claire ou d’évidence d’une relation entre des périodes froides et une diminution des événements de mouvements de terrain ou entre des périodes chaudes et une recrudescence des mouvements de terrain. Il parait cependant plausible qu’une augmentation des précipitations augmenterait l’activité des mouvements de terrain.
  Malet 2006 - C1
Alpes suisses:
Il y aura un risque accru de coulées de boue et de glissements de terrain suite à l’intensification des précipitations. La stabilité des pentes de montagne se trouvera menacée en cas de dégel du permafrost

Les modifications attendues dépassent parfois nettement les fluctuations naturelles observées jusqu’ici. Il est donc fort probable que la société les percevra clairement.
  OcCC 2003 in Frei & Widmer 2007 - E
Alpes et PréAlpes suisses :
Les principales menaces pour la stabilité des versants alpins et préalpins proviennent de la probable augmentation des précipitations et de la température. Un accroissement des précipitations engendrera automatiquement une augmentation de la probabilité d'occurrence et de l'activité des instabilités de terrain.

Le réchauffement du climat n'aura pas d'influence directe sur l'activité des instabilités de terrain dans les domaines de basse et moyenne altitudes, mais pourra générer de fortes perturbations de l'équilibre des versants de haute montagne, soumis actuellement à la présence du permafrost.
  Dapples 2002 - T

 

 

 


SAISONNALITÉ
DES MOUVEMENTS DE TERRAIN

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
           


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
  Alpes françaises – Département de la Savoie :
Malgré les moyens importants mis en œuvre pour la gestion quotidienne des risques naturels, ont des difficultés croissantes pour faire face à des phénomènes « qui surviennent de plus en plus hors saison et avec des intensités de plus en plus marquées ». En Savoie, parmi les évolutions constatées par les services du département traduisant de possibles effets du réchauffement climatique sur ces phénomènes naturels observés, on relève une recrudescence des événements de type chutes de blocs, y compris en hiver, ainsi qu'une modification des périodes d’occurrence des coulées de neige provenant des talus routiers, qui surviennent de plus en plus en plein hiver (alors qu’elles se produisaient plutôt à partir du mois de mars auparavant, en période de fonte des neiges).
  Avec un réseau routier de montagne (dont 1000 km sont situés à plus de 1000 m d’altitude) et un parc d’ouvrages de protection contre les risques naturels important et varié, le service Risques Naturels du CG73 a mis en place un observatoire des Risques Naturels. Tous les événements qui se produisent sur les routes du réseau départemental font l’objet d’une information au centre de gestion centralisée (OSIRIS) basé à Albertville. Lescurier 2011 - P
Alpes suisses :
Quelques conclusions, à considérer par exemple pour l'évaluation et la gestion d'un danger d'éboulement :
- La cause la plus importante pour les événements d’éboulement de taille petite ou moyenne est l’étendue d'une période de froid (périodes climatiques froides, hivers froids, vagues de froid au printemps ou à l’automne, cycles de gel / dégel fréquents), ce qui entraîne une déstabilisation des masses rocheuses.
- Les événements de chutes de pierres sont souvent déclenchés par des précipitations et/ou la fonte des neiges après une période de froid. Des périodes chaudes, en particulier des mois chauds d’été, provoquent cependant une sédation des masses rocheuses. Pendant ces périodes, généralement moins d’éboulements sont à prévoir. Une exception concerne les masses de roche dans les zones de pergélisol, où pendant les mois d'été très chaud, des éboulements habituellement plutôt petits en face nord peuvent se produire en haute montagne. Ils atteignent cependant difficilement les zones résidentielles et les infrastructures.
- En cas d’événements de gros éboulements et de chutes de blocs (plus de 100 000 m3) toutefois, ce sont principalement les conditions hydrologiques en montagne ("pression de l'eau de la montagne") et donc les précipitations qui influent sur ces événements.
 Les influences climatiques et météorologiques historiquement documentées sur le déclenchement et les processus mécaniques des chutes de blocs et des éboulements sont abordés d'un point de vue de mécanique des roches. Grâce à des mesures automatiques précises de déformation dans différents domaines rocheux, les mécanismes de déstabilisation et de décomposition des masses rocheuses peuvent être identifiés et mis en corrélation avec les données météorologiques. Gruner 2008 - P


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
           


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Zones de flysch en Suisse :
Des réactivations importantes d'anciens glissements sont à attendre au printemps.
     Lateltin & al. 1997 - R: PNR31

 

 

 


LOCALISATION
DES MOUVEMENTS DE TERRAIN

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
           


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes suisses :
Les événements de chutes de pierres sont souvent déclenchés par des précipitations et/ou la fonte des neiges après une période de froid. Des périodes chaudes, en particulier des mois chauds d’été, provoquent cependant une sédation des masses rocheuses. Pendant ces périodes, généralement moins d’éboulements sont à prévoir. Une exception concerne les masses de roche dans les zones de pergélisol, où pendant les mois d'été très chaud, des éboulements habituellement plutôt petits en face nord peuvent se produire en haute montagne. Ils atteignent cependant difficilement les zones résidentielles et les infrastructures.
 Les influences climatiques et météorologiques historiquement documentées sur le déclenchement et les processus mécaniques des chutes de blocs et des éboulements sont abordés d'un point de vue de mécanique des roches. Grâce à des mesures automatiques précises de déformation dans différents domaines rocheux, les mécanismes de déstabilisation et de décomposition des masses rocheuses peuvent être identifiés et mis en corrélation avec les données météorologiques. Gruner 2008 - P
Alpes suisses :
L'accroissement général de la pluviométrie constaté depuis deux décennies (dès 1977) dans la partie occidentale du pays et dans une moindre mesure au Tessin, s'est concrétisée de manière incontestable par une recrudescence des mouvements de terrain de toutes natures, le plus souvent liés à de grands glissements de terrain, et par la réactivation générale de certains de ces grands glissements.
Recherche et synthèse des données existantes concernant les mouvements : cartographie, géodésie, photogrammétrie, inclinométrie, données pluviométriques, etc.   Noverraz & al. 1998 - R: PNR31


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Glissements de Super-Sauze et Boisivre (vallée de l'Ubaye / bassin de Barcelonnette, Alpes françaises) :
Pour le scénario de changement climatique pris en compte, et étant données les incertitudes associées à la modélisation des paramètres climatiques et les concepts très simples utilisés dans les modèles hydrologiques et de stabilité de versant, les simulations d'impact indiquent : (1) sur les versants exposés au sud, une diminution drastique de l'insatbilité de versant pour les glissements rotationnels, associée à une augmentation de l'évapotranspiration et à la diminution consécutive de l'humidité des sols et de la porosité effective dans la partie supérieure de sol non-saturée ; (2) sur les versants exposés au nord, l'influence du changement climatique sur les glissements-coulées est limitée avec une réduction plutôt faible de l'instabilité des versants. Cette situation s'explique par la faible variation des quantités de précipitations annuelles (la réduction critique du couvert neigeux semble être compensée par l'augmentation des précipitations liquides).

Les résultats du scénario d'impact doivent être interprétés prudemment. Premièrement, cette approche présuppose que la géométrie des glissements ne varie pas au cours du temps (par exemple, un facteur de sécurité statique est évalué à chaque incrément de temps pour une grille de calcul fixe). Secondement, seules les données météorologiques en entrée sont considérées dans le modèle de versant, mais de nombreux autres facteurs tels que les changements d'utilisation du sol, la disponibilité en matériaux ou les rétroactions avec la végétation contrôlent également la fréquence des glissements de terrain.

    
 

La méthodologie proposée simule les effets du changement climatique sur la fréquence des glissements de terrain avec des modèles à base physique de l'hydrologie de versant et de la stabilité de versant. Les scénarios de changements climatiques (variables climatiques) de Modèles de Circulation Générale (GCMs) sont utilisées en entrée des modèles de versant. Ces scénarios climatiques sont dans la gamme pour laquelle les modèles de versant ont été élaborés et validés. Les modèles sont appliqués sur deux versants instables pour lesquels des informations détaillées sont disponibles sur la géométrie du versant, l'hydrologie et l'activité de l'instabilité : le glissement-coulée de Super-Sauze et le glissement rotationnel de Boisivre.

   
Malet & al 2007 - P


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Monde :
La tendance générale est à un décalage des zones à risques avec des changements considérables dans les processus en jeux et une augmentation généralisée de l’instabilité des pentes en haute montagne.
  Kääb & al. 2005 - A
Alpes et PréAlpes suisses :
Le réchauffement du climat n'aura pas d'influence directe sur l'activité des instabilités de terrain dans les domaines de basse et moyenne altitudes, mais pourra générer de fortes perturbations de l'équilibre des versants de haute montagne, soumis actuellement à la présence du permafrost.
  Dapples 2002 - T
Alpes suisses :
Quelques secteurs instables qui présentent des vitesses de mouvement faibles (cm/an) pourraient voir leur vitesse augmenter (dm/an) dans un contexte de changements climatiques. Une augmentation des températures minimales et des précipitations printanières et hivernales pourrait mener à une augmentation des vitesses dans les zones instables (régions préalpines) et à la réactivation de petits mouvements (< 1km ²) en dessous de 1500 m d'altitude.
  Bader & Kunz 2000e - R: PNR31
Zones de flysch en Suisse :
L'impact des projections climatiques proposées n'augmentera probablement pas la superficie des zones sensibles aux glissements en terrain de flysch. Par contre, des régions potentiellement instables situées à des altitudes comprises entre 1000m et 1500m montreront des réactivations d'anciens glissements dormants.
Cartographie, levé géologique, géodésie, photogrammétrie, géophysique, inclinométrie-extensométrie, géotechnique, modélisation, bilan de l'eau en surface, analyses de l'hydrogéologie, la climatologie, l'utilisation du sol/activités humaines, archives historiques, dendrochronologie, datations (C14), cadastres et cartes, SIG. Lateltin & al. 1997 - R: PNR31

 

 

 


RETOURS D'EXPÉRIENCES

 
Retours d'expérience
Objectifs
Etat d'avancement /enseignements
Références

Alpes françaises – Département de l'Isère :
Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : inondations (qui concernent peu les routes départementales), crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.

La politique de gestion en cours d’élaboration au service des routes prévoit notamment de fonctionner en mode dégradé (de la même façon que lors du déneigement d’une route, on privilégie le rétablissement des accès les plus stratégiques avec un fonctionnement en mode dégradé pour les accès à enjeux moindres). Ce type de fonctionnement devra être associé à une communication spécifique auprès des usagers. Cela s’inscrit également dans un contexte politique où « on nous demande de faire mieux avec moins, donc on n’a pas le choix ».

À ce titre, pour le gestionnaire des routes, le changement climatique n’est qu’une incertitude parmi d’autres, qui s’ajoute aux incertitudes financières et aux incertitudes sur la façon dont le risque est perçu par la population et par les médias, et il estime que « ces incertitudes déjà existantes évoluent plus vite que l’aléa climatique en lui-même ». Jusqu’ici, les interventions du service étaient essentiellement curatives : « on attendait la survenue des événements pour intervenir ».

Les orientations actuelles visent à développer des approches plus préventives, par exemple en fermant des itinéraires en cas de désordres importants annoncés, d’où la nécessité de disposer de données météorologiques pertinentes et actualisées (celles-ci existent dans une certaine mesure, mais « on n’y a pas forcément accès »).

Le constat fait depuis quelques années est une augmentation de l’intensité des phénomènes météorologiques. On observe des amplitudes thermiques importantes sur des laps de temps très restreint, ce qui paraît être un phénomène assez général (également constaté en Savoie).

En conséquence, on a une augmentation apparente des phénomènes de type érosif, avec des épisodes de ruissellement qui entraîne une érosion importante des talus routiers.

Les événements de ce type autrefois considérés comme exceptionnels deviennent communs. Confronté de manière croissante aux problèmes de gestion des dommages sur son réseau, le service des routes du CG38 conclut à la nécessité de revoir le seuil du caractère exceptionnel de ces phénomènes.

Le service des routes du Conseil Général de l’Isère ne gère pas les risques naturels mais il est gestionnaire d’un réseau routier d’environ 5000 km de linéaire sur des reliefs présentant un caractère montagneux sur la moitié sud de son territoire, qui à ce titre constitue « un bon baromètre » de l’activité des aléas naturels sur le département : crues et laves torrentielles, mouvements de terrain et avalanches... Le Bidan 2011 - P

 

 

 


RECOMMANDATIONS

 
Recommandations
Remarques
Destinataires
Références
Monde / Alpes :
Bien que des recherches supplémentaires soient clairement nécessaires dans ce domaine, il est probable que l'augmentation des températures moyennes et maximales de l'air, avec de plus un fort retrait glaciaire et la dégradation du pergélisol va être accompagnée par une augmentation des éboulements dans de nombreuses régions de haute montagne du monde. Certaines de ces ruptures de versant peuvent avoir un impact sur les transports, l'énergie ou les infrastructures touristiques et dans certains cas sur le bâti. Les plus critiques sont les situations où les éboulements se transforment en coulées de débris très mobiles ou génèrent des ondes de crue en impactant les lacs naturels ou artificiels. Dans ces conditions, des distances de destruction potentielle beaucoup plus longues doivent être anticipées. Un suivi régulier, des systèmes d'alerte précoce, des interventions structurelles et autres mesures de réduction des risques doivent être pris en considération pour éviter des dommages aux personnes et aux biens.
Compte tenu du lien entre les paramètres climatiques et la stabilité des pentes, la crainte grandit que le changement climatique actuel et futur pourrait accroître les aléas mouvements de terrain. Cette étude s’appuie d'abord sur un concept de base magnitude–fréquence et dans le cadre des modèles de paysage, passe en revue les évaluations récentes du changement climatique en termes de température et de précipitations, et examine ensuite si nous pouvons trouver des changements dans l'activité des éboulements rocheux dans les régions alpines au cours des dernières décennies et siècles. Dans certains cas, il se penche sur le rôle des événements extrêmes de température sur la stabilité des pentes dans les milieux de haute montagne. Dans la recherche sur les mouvements de terrain, les premières études de détection et d'attribution commencent tout juste. [Details: cf. sections 'Facteurs de contrôle' + 'Frequence des éboulements et chutes de blocs'].   Huggel & al. 2012 - A
Il faut adapter notre niveau d’exigence en termes d’investissements (« aujourd’hui on s’oppose à certains bureaux d’études et on accepte de ne pas traiter certains phénomènes sur certains itinéraires »), et travailler à l’optimisation des techniques de traitement et de suivi des phénomènes (sur le même principe que « faire mieux avec moins »).
Il faut mettre en place un suivi rapproché des événements (fréquence, intensité) : « la jurisprudence est très claire là-dessus, il faut disposer d’un observatoire le plus fiable et exhaustif possible des événements sur notre réseau ». Le travail est en cours sur cet aspect dans le but, à terme, de corréler ces événements avec les conditions météorologiques qui les ont provoqués, dans une optique d’amélioration de la prévision.
    Le Bidan 2011 - P
Les interactions systémiques qui existent en haute montagne montrent clairement le besoin urgent d’une gestion intégrée des risques naturels pour une variété de processus et leurs liens sur différentes échelles de temps. La tendance générale est à un décalage des zones à risques avec des changements considérables dans les processus en jeux et une augmentation généralisée de l’instabilité des pentes en haute montagne. Des mesures spéciales doivent être prises pour assurer la stabilité et la durabilité des installations touristiques, de transport et de télécommunications dans les zones de permafrost.

De même, une gestion détaillée des risques doit être propose de manière régulière pour éviter les dommages sur les installations de production d’hydroélectricité dues à un changement de régime des rivières alimentées par des glaciers. Ceci pourrait coûter des dizaines de millions d’euros. En fait, si les conditions environnementales en haute montagne devaient évoluer au-delà de la variabilité de l’Holocène, la gestion des risques naturels deviendrait de plus en plus difficile parce que les estimations potentielles, basées sur des données empiriques du passé (documents historiques, statistiques, évidences géomorphologiques) ne seront pas directement applicables sous de nouvelles conditions.

Le concept de développement durable dans les régions de haute altitude des montagnes froides devient questionnable, à cause de forçages climatiques à grande échelle qui pourrait influencer plus largement que des impacts environnementaux locaux. La plus grande difficulté sera en fait de s’adapter à des taux de changements environnementaux élevés et qui s’accélèrent. Les connaissances empiriques devront être remplacées par des processus de compréhension améliorés. Des modèles numériques aboutis devront aider à la conception et à la mise en place de mesure d’atténuation en haute altitude. La recherche intensive sur les aléas glaciaires qui est menée en Suisse depuis quelques décennies peut illustrer les possibilités et les limites de l’analyse et de l’atténuation.
  Espaces périglaciaires, gestion des risques... Kääb & al. 2005 - A
  Alpes italiennes :
Dans les Apenins du Nord, les glissements de terrain de grande ampleur sont, en règle général, situés à des altitudes comprises entre 600 et 1200 m, dans les zones qui ont été les plus touchées par les changements climatiques qui se sont produits à la fin de la dernière période glaciaire (Pellegrini et al., 1998). Les mouvements historiques majeurs, comme les glissements de Morsiano (~13 500 ans BP) et Succiso (~9 500 ans BP), ont certainement été déclenchés par l'action combinée de la fonte du permafrost et de nouveaux facteurs morphogénétiques.

À part quelques réactivations partielles, ces glissements de terrain sont le plus souvent dormants ou inactifs. Cela renforce l'hypothèse qu'ils ont été déclenchés dans des conditions climatiques différentes de celles régnant actuellement. À cause de cet état dormant, plusieurs villages ont été construits sur les dépôts de glissements de terrain, lorsque ces derniers connaissaient leurs plus longues phases d'accalmie. Cependant, ces glissements de terrain ne sont pas complètement stabilisés et la faible fréquence de leur réactivation (très souvent partielle) les rend très difficiles à détecter et à gérer dans un but d'aménagement du territoire.
  Bertolini & al 2004 - A
  Des risques naturels très dommageables peuvent survenir même en absence d’un événement climatique rare ou intense qui déclenchent actuellement ces phénomènes. La dégradation des pergélisol est un bon exemple : l’augmentation des températures atmosphériques qui ne constituerait pas un extrême de température (au sens où l’entend le GIEC) ferait fondre les pergélisols jusqu’à un degré significatif qui réduirait la cohésion des pentes de montagne et augmenterait le potentiel des chutes de bloc et des coulées de boue. Permafrost, mouvements gravitaires et changement climatique Beniston & Stephenson 2004 - A
Il est impératif de prendre en compte des paramètres tels que les changements climatiques ou les fluctuations de la végétation dans toute prévision à moyen et long terme.   Végétation et Changements climatiques Dapples 2002 - T

Une modélisation spatiale détaillée et des études de terrain minutieuses sont nécessaires pour identifier des zones sensibles à la dégradation des permafrosts et s’assurer que les structures d’ingénierie et de fondation ne sont pas affectées.

Dans tous les cas, des changements thermiques induits par les travaux d’ingénierie eux-mêmes peuvent avoir un impact sur la stabilité du permafrost, et c’est pourquoi des études détaillées sur les permafrosts seraient un prudent préalable à des travaux d’ingénierie en haute montagne.

Le permafrost de montagne a une distribution complexe qui dépend largement de l’altitude, des radiations et de la distribution de la neige dans le temps et l’espace. Permafrost et ingénierie de construction Harris & al 2001 - A
Une surveillance ciblée, périodique et bien conçue de chaque cas à risque permettra seule de ne pas être pris de court lorsque surviennent des comportements paroxysmiques.   Besoin d'une surveillance des aléas Noverraz & al. 1998 - R: PNR31
La mise en oeuvre des nouvelles recommandations fédérales pour la prise en compte des mouvements de terrain dans l'aménagement du territoire permettra de réduire sensiblement les dégâts causés par les glissements, en évitant d'utiliser les secteurs trop menacés pour l'établissement de nouvelles zones à bâtir. La construction d'ouvrages de protection et la mise en vigueur de plans d'évacuationdevront également être étudiées. Ces mesures passives d'aménagement devront être soutenues par les autorités politiques et un grand travail de sensibilisation est à prévoir à ce niveau, en montrant les bienfaits de la prévention.
Les mesures actives (génie biologique, ancrage, confortation, drainage, modification de la pente) pour lutter contre le déclenchement de ces phénomènes resteront d'actualité mais seront toujours plus coûteuses. Le maintien des forêts protectrices est également capital pour lutter contre les phénomènes d'érosion dans les Préalpes.
    Lateltin & al. 1997 - R: PNR31
La connaissance adéquate du contexte des glissements de terrain (le type de mouvement, les dynamiques et les caractéristiques morphologiques) est nécessaire pour la recherche d'éléments datables et pour une interprétation appropriée des données obtenues. Une meilleure compréhension des facteurs de déclenchement des glissements de terrain historiques est nécessaire avant d'établir une éventuelle relation avec le climat.  La dynamique des glissements de terrain (fréquence et extension géographique) peut être déduite à partir de datations de glissements de terrain successifs. La dendrochronologie est particulièrement intéressante dans l'analyse de l'intensité-fréquence des mouvements superficiels comme les coulées de débris, pour lesquelles l'intensité est considérée comme le volume de dépôts et l'extension géographique de la coulée, déclenchée par un seul épisode pluvieux. Néanmoins, les séries obtenues à partir de datations de glissements de terrain historiques sont généralement très incomplètes, très peu d'événements individuels pouvant être datés. La réactivation des glissements de terrain est également difficile à détecter. Tout cela peut mener à une sous-estimation de l'activité.   Corominas & al 1994 - R: EPOCH

 

Légende des références biblio :
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- W : Site Internet

 


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