Etude du Rôle des Hétérogénéités Structurales et de l'Altération sur la Déstabilisation des Massifs Rocheux par une Approche Couplée de Modélisation Physique et Numérique - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2010

Influence of inherited structural heterogeneities and alteration/weathering processes on gravitational slope failure

Etude du Rôle des Hétérogénéités Structurales et de l'Altération sur la Déstabilisation des Massifs Rocheux par une Approche Couplée de Modélisation Physique et Numérique

Thomas Bois
  • Function : Author
  • PersonId : 884448

Abstract

Gravitational slope failures are common phenomena involving all rock slopes, at various scales. It is widely accepted that different factors exert an influence on those gravitational process. Among these, structural heterogeneities (inherited from the geological history of the massif) and alteration/weathering process are of first order. However, the relative influence of those parameters is still poorly constrained. To tackle this question, a coupled physical and numerical modelling approach has been developed, considering both two and three dimensional models based on two natural examples : the La Clapière landslide (Alpes Maritimes, France) and the 1991 Randa rockslides (Valais, Suitzerland). The first goal of this PhD Thesis was to improve the existing physical modelling technique, on the one hand in order to introduce a wide/realistic number of discontinuities in physical models, and on the other hand to perform 3-D physical models based on realistic topographies (using DTM data). Then a numerical experimental process was carried out in order to study the influence of large scale alteration on gravitational slope failure. Results have shown that faults and joints, affecting rock structures, have a strong influence on gravitational failure kinematics and especially through their geometry, persistence and density. It has also been shown that 3-D topography (of first and second order), and large scale mechanical properties (including alteration process) have a major influence on mobilized volume during slope destabilisation.
Les déformations et ruptures gravitaires sont des processus d'évolution communs à tout massif rocheux, et se produisant à différentes échelles. Il est largement admis que ces processus sont influencés par différents facteurs parmi lesquels les hétérogénéités structurales préexistantes (hérités de l'histoire géologique du massif) et les processus d'altération physico-chimique sont de premier ordre. Cependant, l'influence respective de ces paramètres reste floue. Pour avancer dans ce domaine, nous avons utilisé une approche couplée de modélisation physique et numérique en deux et trois dimensions, en nous basant sur deux exemples naturels bien documentés que sont le glissement de La Clapière (Alpes-Maritimes, France) et les écroulements de Randa (canton du Valais, Suisse). Le premier objectif de cette thèse a été l'amélioration de la technique de modélisation physique existante afin de pouvoir d'une part introduire un grand nombre de discontinuités (fractures et failles) dans des modèles physiques, et d'autre part afin de produire des modèles en trois dimensions présentant une topographie réaliste issue de modèles numériques de terrain. Un protocole expérimental de modélisation numérique a ensuite été développé afin d'étudier l'effet de l'altération physico-chimique sur la perte de stabilité des versants rocheux et ce, à grande échelle. Les résultats ont montré, au travers de l'application de la méthode couplée de modélisation physique et numérique (en deux et trois dimensions) que les failles et fractures affectant un massif rocheux (et héritées de son histoire géologique) sont des structures influençant fortement la cinématique des déstabilisations gravitaires, notamment au travers des paramètres propres de ces structures (géométrie, persistance et densité). Il a également été montré que la topographie tridimensionnelle (de premier et de second ordre) ainsi que les propriétés mécaniques à grande échelle (incluant l'altération) ont une grande influence sur le volume mobilisé lors des déstabilisations de versant.
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Dates and versions

tel-00544052 , version 1 (07-12-2010)

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  • HAL Id : tel-00544052 , version 1

Cite

Thomas Bois. Etude du Rôle des Hétérogénéités Structurales et de l'Altération sur la Déstabilisation des Massifs Rocheux par une Approche Couplée de Modélisation Physique et Numérique. Sciences de la Terre. Université Nice Sophia Antipolis, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00544052⟩
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