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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
histoire plusieurs glissements depuis les années soixante. La
zone glissée a 70m de largeur, et 835m de longueur. Le profil de
la pente a été tracé entre les cotes 960 et 1170 mètres. La pente
à la cote 960m a un angle de 18º, elle commence à s’atténuer
peu à peu, pour atteindre 12º au milieu du glissement, et arrive
enfin à 10º au sommet, aux alentours de la cote 1170m.
Figure 1. Vue globale du glissement dans le centre de la bourgade
Essfiré. Le mouvement entre les maisons est indiqué par la flèche.
2.2
Données géotechniques
Pour pouvoir identifier les différentes couches de sol constituant
la région glissée, une analyse détaillée des forages réalisés
s’avère être indispensable. Le profil du sol qui a glissé peut être
représenté par 3 couches principales: une première couche en
surface constituée d’une argile sableuse avec du gravier; une
seconde couche en profondeur formée d’une argile marneuse; et
enfin, une troisième couche constituant le substratum rocheux.
Les propriétés géotechniques minimales et maximales des deux
couches argileuses sont présentées dans le Tableau 1.
Tableau 1. Plage de valeurs pour les propriétés des couches d’argile
ableuse et d’argile marneuse.
s
Propriété
Argile
sableuse
Argile
marneuse
Limite de liquidité (%)
30-52
21-67
Limite de plasticité (%)
12-24
7-35
Pourcentage de fines (%)
31-96
42-83
Pourcentage d’argile (%)
9-42
9-52
La couche superficielle du sol est formée principalement
d’une argile sableuse d’épaisseur variable allant de 1 à 13m. Les
essais de cisaillement direct réalisés permettent d’attribuer à
cette couche d’argile sableuse les valeurs moyennes de cohésion
et d’angle de frottement suivantes: c = 20 kN/m² et
= 22º. Par
ailleurs sa perméabilité mesurée est k= 8x10
-5
cm/s. En dessous
de la couche d’argile sableuse, se trouve une couche d’argile
marneuse d’épaisseur variant entre 1.5 m et 8 m. Les essais de
cisaillement direct réalisés sur cette argile marneuse donnent les
valeurs moyennes de cohésion et d’angle de frottement
suivantes: c = 46 kN/m² et
= 18.5º. Une perméabilité
représentative de cette couche d’argile marneuse est donnée par
k= 7x10
-6
cm/s. L’indice de plasticité de 22 % laisse supposer
un taux et un potentiel de gonflement pour cette argile marneuse
assez élevés. En cas de saturation de cette argile, elle pourrait
gonfler considérablement, et sa cohésion risquerait de diminuer.
Cette couche d’argile jouerait donc en cas de saturation, le rôle
d’une couche savon. Sachant que pendant la période des
forages, aucune nappe n’a été détectée, cela laisserait supposer
que ces valeurs sont «à sec». Enfin, le substratum rocheux a été
trouvé à des profondeurs variant entre 5 m et 17m. Ce rocher est
moyennement fracturé et fissuré, et ses fractures sont remplies
d’argile. Sous l’effet des pluies et des infiltrations d’eau dans le
sol, la saturation d’argile comblant les fissures entraînerait leur
gonflement, ce qui exercerait une importante pression latérale
dans le rocher, et augmenterait le risque de détachement du
rocher de l’argile qui est en dessus.
2.3
Calcul et analyse de la stabilité
Une analyse du profil de sol obtenu laisserait présager les
causes éventuelles qui ont déclenché le glissement. La couche
d’argile marneuse, en cas de saturation pourrait très bien jouer
le rôle de couche savon pour cette pente. Le glissement s’étant
produit au mois de mars, la fonte des neiges a un rôle à jouer
dans la saturation du sol. La nature gonflante de cette argile et
son grand potentiel d’effondrement renforcent la théorie de la
couche savon; ce qui nous laisse deviner une surface de rupture
potentielle qui se trouverait au niveau de l’argile marneuse. Ceci
valide l’existence d’un glissement plan dû à une couche saturée
aux faibles propriétés mécaniques qui glisserait sur une
discontinuité. Le problème serait donc à priori un problème
d’eau. Ayant considéré la saturation de la couche d’argile
marneuse comme étant la cause du glissement, il a été décidé de
répartir le profil en 3 couches: une première couche d’argile
sableuse (couche 1), une deuxième couche d’argile marneuse
non saturée (couche 2) qui perd de ses propriétés mécaniques, et
enfin une dernière couche qui représente le substratum rocheux
(couche 3). L’analyse qui suit va considérer donc deux périodes,
selon que la couche d’argile marneuse soit non saturée (période
sèche) ou saturée (période humide), pour observer l’évolution
du coefficient de sécurité entre ces deux périodes de l’année.
2.3.1
La période sèche
Cette période est la période d’été en principe, où il n’existe pas
d’eau dans le sol. Pendant la période d’été, quand les forages
ont été réalisés, l’argile marneuse n’a pas de partie saturée. Les
propriétés mécaniques à considérer seront celles trouvées lors la
réalisation des essais sur des échantillons tirés à partir des
forages exécutés. La surface de rupture a été prédéfinie à
l’avance. Ainsi durant la période sèche, les coefficients de
sécurité obtenus suivant quatre méthodes de calcul (Fellenius,
Bishop, Janbu, Morgenstern-Price) sont de l’ordre de 3.
2.3.2
La période humide
Cette période est normalement caractérisée par les mois d’hiver
et du début du printemps, où les fortes pluies, et la fonte des
neiges ont un effet sur l’approvisionnement du sol en eau, et la
saturation de ses couches. Les propriétés mécaniques à observer
pour l’argile marneuse saturée en profondeur sont:
u
=0, et une
valeur réduite de la cohésion C
u
sera considérée. La saturation
de l’argile marneuse entraînant son gonflement et une
diminution de ses propriétés cohésives, plusieurs itérations
seront effectuées sur cette valeur en la diminuant constamment,
afin de trouver la valeur critique de la cohésion qui entraînerait
la rupture, et la chute du versant. La surface de rupture a été
prédéfinie à l’avance, comme étant parallèle à la discontinuité
entre le rocher et le sol. Une variation en diminution de la
cohésion donne les valeurs de coefficients de sécurité montrés
dans le Figure 2. Les cohésions qui induisent la rupture pour les
différentes méthodes de calcul varient entre 23 et 29 kPa. Le
coefficient de sécurité diminue presque linéairement avec la
cohésion tel que montré dans la Figure 2. D’autre part, en
considérant une cohésion de 26 kPa pour l’argile marneuse
saturée, l’équilibre des forces pour une même tranche a été
analysé, et l’évolution des forces sur cette tranche entre période
sèche et période humide a été calculée. L’analyse des résultats
montre une diminution moyenne de 33 % de la résistance au
cisaillement à l’interface roche/sol dans les conditions humides.
