ALEA-Karst : vers une approche multicritères de l aléa lié à la présence et à l effondrement de cavités karstiques

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1 ALEA-Karst : vers une approche multicritères de l aléa lié à la présence et à l effondrement de cavités karstiques Cartographie des karsts de contact Méthode Doline S.PINSON /D3E EVE 2 octobre 2014 Journées ESRI

2 Cartographie semi-automatique des karsts de contact - Méthode Objectif du projet ALEA - Karst proposer une approche multicritères d évaluation de l aléa liée à la présence et l effondrement de cavités karstiques en contexte «calcaire». Phase 1 : Etude bibliographique Campagne de terrain sur 3 sites représentatifs : - Franche-Comté (Karst nu, karst de contact et karst sous couverture meuble) - Lorraine (karst de contact) - Et le Val d Orléans (prédominance du karst sous couverture) L inventaire des désordres sur ces 3 sites confirme le rôle prépondérant de la typologie du karst sur la distribution spatiale des désordres. Les zones potentielles de karst de contact ne sont pas identifiées par cette approche. Définition : les karsts de contact matérialisent la transition entre un karst nu et un karst sous couverture (ou un calcaire non karstifié sous couverture imperméable) et ils constituent les secteurs les plus propices à l infiltration localisée (pertes). A l aide d analyse sur la géomorphologie et les sens d écoulement, des zones potentielles de karst de contact ont été mises en évidence de manière semi-automatique (sous ArcGis ). > 2

3 Cartographie des karsts de contact Franche-Comté > Départements du Doubs (25) et de la Haute-Saône (70) et une zone qui couvre une superficie de 259 km 2 > Problématique : La procédure de reclassification issue de l analyse des contours de la carte géologique au 1/ ne permet pas de mettre en évidence les karsts de contact. > Constat : Les désordres situés en aval et à moins de 150 m de la «zone de karst nu» (en contact avec une lithologie non karstifiée) sont attribuables au karst de contact et ne sont pas pris en compte pour la caractérisation de l aléa. > Objectif : développer une méthode automatique pour cartographier les zones susceptibles d être des karsts de contact > > 22 3

4 > 1 - Détermination des typologies pour les karsts de contact Notion de amont -Aval Typologies rencontrées susceptibles d être des zones de karst de contact : Objectif : rechercher les zones situées en amont des zones karstiques Cas des sources émergentes. Cette typologie ne fait pas partie des karsts de contact > 42

5 > 2 Traitements SIG (ARCGIS) et Méthodologie - Caractérisation des emprises à traiter et du linéaire le long des zones karstiques où il y a des occurrences pour la présence de karsts de contact - Sélection des zones avec les contacts suivants : Karst nu / Non karstique et Karst nu / Marnes et calcaires indifférenciés - Application d une zone tampon de 150 m autour de la zone Karstique (dires d experts) > 52

6 > 2 Traitements SIG et Méthodologie Détermination des zones amont/aval à partir du Modèle numérique de terrain (MNT) au pas de 25 m - Utilisation d outils de traitements de Spatial Analyst (ARCGIS) pour déterminer l amont et l aval en tous points de la zone de travail (secteur en rouge et d une largeur de 150 m) > 62

7 > 2 Traitements SIG et Méthodologie Sélection des zones «amont» localisées 150 m autour des contacts Karst nu/ non karstique et Karst nu Vérification des zones «amont» par le traçage de profils à partir du MNT > 72

8 > 3 Confrontation des zones cartographiques tracées en automatique avec les données de terrain > 82

9 > 3 Confrontation des zones cartographiques tracées en automatique avec les données de terrain Sur 125 désordres répertoriés en Franche-Comté, 33 sont localisés dans les secteurs susceptibles d être des zones de karsts de contact Cas d une résurgence de source située à moins de 150 m d une karstique. La zone n est pas prise en compte dans la cartographie des zones de karst de contact. Répartition des désordres en fonction des morphologies Tous Désordres Désordres dans les zones de Karsts de contact Doline fermée 78 Doline fermée 33 Perte 9 Perte Gouffre 5 Gouffre 2 Doline perte 4 Doline perte Doline fermée trou 3 Doline fermée trou 1 Doline gouffre 1 Doline gouffre Sans qualification 25 Sans qualification 3 Total 125 Total 39 > 92

10 > 4 Confrontation des karts, des désordres et des zones cartographiques tracées en automatique avec les données issues du MNT > > 102

11 > 5 Confrontation des karts, des désordres et des zones cartographiques tracées en automatique avec les données issues de l IDPR > > 112

12 > 6 Carte finale prenant en compte l ensemble des typologies La cartographie des zones potentielles de karsts de contact a permis : - d améliorer l approche des typologies de karsts (travail préalable à la qualification de l aléa). - de définir de nouvelles zones de contrôle et vérification de terrain pour valider la méthode. > > 12

13 7 Autre exemple Application de la méthodologie de traitement > Zone de Vau Vauthier (Lorraine) avec une superficie de 3 km 2 > Problématique : visites de terrain et délimitions plus précise que les contours de la carte géologique au 1/50 000, des zones karstiques et des zones non karstiques > Constat : Les désordres situés en aval et à moins de 75 m (dires d experts) de la «zone de karst nu» sont attribuables au karst de contact et ne sont pas pris en compte pour la caractérisation de l aléa. semi -automatique de traçage des zones de karsts de contact sur le secteur Vau Vauthier en Lorraine à partir du Lidar (Résolution 50 cm) > 13 30

14 > Premiers résultats Confrontation des karts, des désordres et des zones cartographiques tracées en automatique avec les données issues du MNT Profile Graph Title Profile Graph Subtitle > 14 30

15 > Premiers résultats 67 % des désordres inconnus ont pu être associés au karst de contact Du fait de la haute résolution du LIDAR des désordres (effondrements) ont été localisés en secteur aval alors qu ils correspondent bien à l expression du karst de contact. la méthode reste très intéressante et sera appliquée pour l étude Aléa- Karst dans d autres zones à plus petite échelle. > 15 30

16 Je vous remercie de votre attention. > 16

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