BRGM, Martinique, France + BRGM, Orléans, France DEAL Martinique, France

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1 Activité du glissement de terrain de Morne Macroix (Martinique) caractérisée par comparaison de MNT Lidar métriques aéroportés Aude Nachbaur *, Thomas Dewez +, Léa Douris *, Audrey Hohmann +, Laure Fossorier * BRGM, Martinique, France + BRGM, Orléans, France DEAL Martinique, France

2 Problématique propre à la gestion des glissements en Martinique > Un territoire fortement exposé au glissement de terrain Formation géologique altérée propice au glissement Facteur déclenchant : pluie et séisme > Les difficultés propre à la gestion des risques Beaucoup de glissements de terrain menaçant des enjeux. Priorisation des actions à mener Pratiquement aucune instrumentation/suivi, donc généralement peu de données Limite de l observation de surface pour suivre l activité de glissement lent, en particuliers dans ce contexte végétalisé tropical

3 Le cas étudié > Le glissement de Morne Macroix, commune de Sainte Marie Morne Macroix, Commune Sainte Marie

4 Contexte > Un glissement de terrain d un million de m3 Géologie : Dépôts pyroclastiques argilo-ponceux altérés de 25 à 35 m d épaisseur, reposant sur des basaltes Surface de rupture située à plus de 20 m de profondeur Un des facteurs déclenchant serait le sapement en pied par la rivière Peu d investigation, analyse essentiellement basée sur les observations de surface

5 Contexte > Un glissement de terrain menaçant des enjeux Premier signe d instabilité en Réactivation en 1998, en 2002 et en 2004 Procédure d expropriation d une quarantaine d habitations initié en 2001 Enjeux menacés aujourd hui : La route départementale en tête Les personnes qui évoluent sur le glissement Les habitations situées en aval du glissement

6 Contexte > 6

7 Problématique propre au glissement de Morne Macroix > Les besoins des Services de l Etat : Confirmer l activité de ce glissement (car peu d indices tangibles sur le terrain 10 après), pour appuyer la procédure d expropriation toujours en cours et prévenir le réinvestissement des terrain, forts facteurs d accentuation des risques aux Antilles Envisager un dispositif de surveillance a terme par rapport au risque d embâcle > Les objectifs de l étude conduite par le BRGM : exploiter les données disponible pour Prouver que ce glissement est toujours actif Evaluer la potentialité technique de la comparaison des MNT Lidar métriques aéroportés dans ce contexte végétalisé tropical

8 Méthode > Exploitation de deux levés topographiques lidar aériens acquis à 3 ans d intervalle sur la zone: Litto3D de l IGN, acquis en 2010 et un levé héliporté spécifique acquis par la DEAL en novembre > MNE/MNT 2010 Litto 3D de l IGN Couverture régionale Grilles d altitude 1 m x 1 m de la surface (MNE) et du sol nu (MNT) par détourage et interpolation des taches de végétation 2 pts/m² Précision altimétrique < 15 cm Mi-fév à mi-mars 2010 > MNT 2013 Campagne lidar héliportée (Hélimap) Couverture locale 35 pts/m² Grilles d altitude 1 m x 1 m du sol nu (MNT) Précision altimétrique < 5 cm Nov 2013 MNT du Litto 3D MNT de Hélimap

9 Méthode > Le MNT du Litto3D ne s avère pas exploitable (nombreuses facettes triangulaires sans signification physique correspondant à l interpolation d altitude à travers les zones de végétation). > Utilisation nécessaire du MNE du Litto3D plutôt que le MNT > Pour cela, filtrage de la grille de MNE Litto3D pour isoler les pixels de sol nu, les seuls comparables avec le MNT de 2013 > Selon le critère : altitude(mne) = altitude(mnt) > Calage d un seuil de bruit pour choisir les pixels de sols nu sur le MNE > L endroit où ce seuil peut être trouvé sans ambiguïté se trouve au niveau de la route qui traverse la zone d étude et sur laquelle altitude(mne) = altitude(mnt) MNE du Litto 3D Distribution statistique de la différence altimétrique MNE/MNT sur un sol nu (la route)

10 Résultats > Quantification des mouvements verticaux par analyse comparative faite sur les pixels sans végétation (34%) > Carte brute de la différence entre MNT 2013 MNE 2010

11 Autres méthodes complémentaires testées > Essai de quantification des déplacements horizontaux par corrélation d image. La technique reste prometteuse mais exige des données d entrées de qualité comparable. > Analyse géomorphologique de la position des ruptures de pente, sur les deux MNT Ecart planimétrique de 2 à 7 m constatée entre 2010 et 2013 En limite de résolution

12 Résultats vis-à-vis de la demande des Services de l Etat > Entre 2010 et 2013, le glissement de terrain est toujours actif, ce qui ne peut être mis en évidence par de simples observations de terrain > Cependant, la dynamique observée entre 2010 et 2013 apparait plus comme des réajustements/glissements indépendants au droit des cicatrice d arrachement qu en un mouvement d ensemble > Les amplitudes de déplacement vertical détectée peuvent dépasser le mètre > Ces précisions permettront d améliorer le dispositif de suivi actuellement en place en l adaptant à la cinétique du mouvement et à sa variabilité spatiale

13 Conclusions > Il ressort que les données lidar diachroniques sont adaptées pour donner une vision spatialisée et quantifiée de l activité d un mouvement de terrain en milieu tropical semi-dégagé. > L étude a montré par ailleurs que la fiabilité de cette information était largement améliorée en la complétant par l analyse géomorphologique des escarpements > Cette étude fait ressortir que la densité des levées lidar Litto3D de l IGN (2 points/m²) n est pas suffisante pour pénétrer sous la canopée tropicale et y restituer l altitude du sol. La densité de 35 points/m² des levées lidar héliporté de 2013, y parvient pour un maillage raster de 1x1m².

14 Merci de votre attention > 14

15 Contexte > Limite de l observation de surface pour mettre en évidence l activité d un glissement lent, en particuliers dans ce contexte végétalisé tropical > Suivi ponctuel mis en place 15 bornes béton réparties sur l emprise du glissement Un système poids-poulie, en tête, pour mettre en évidence l enfoncement du terrain > 15

16 L arc ancien (24 Ma) lave hydrothermalisée et calcaire Mont Conil (0,5 Ma) - Montagne Pelée : ( ans à aujourd hui) nuées ardente, ponces Pitons du Carbet (1,2 à 0,7 Ma) andésite et dacite Morne Jacob (5 à 2 Ma) hyaloclastite, andésite Presqu Ile des Trois Ilets (9-0,5 Ma) Variée Chaine du Vauclin-Pitault (17-15 Ma): hyaloclastites, pillows-lava > 16

17 Biais constaté > Différence altimétrique sur 106 points fixes dans le temps (la route, en vert sur la carte) : biais altimétrique de 39 cm > Comparaison de l altitude du MNE Litto 3D et du MNT Helimap avec celle de 5 repères topographiques, indépendante des levés lidar (1 borne IGN RN N. BC points levés par un géomètre) > Résultat sur ces 5 repères topographiques : Le MNT2013 estime correctement l altitude avec un biais de -4 cm. Le MNE Litto3D surestime l altitude vraie de cm et l altitude du MNT 2013 de cm

18 Le dispositif de suivi installé par le BRGM en 2012 Dispositif pour suivre les déformations en profondeur Deux inclinomètres, pour mesurer la déformation du sous-sol Deux piézomètres, pour mesurer le niveau de l eau Dispositif pour suivre les déformations de la surface : Deux extensomètres, pour mettre en évidence l avancée des terrains Un réseau de bornes en béton, dont on suit le déplacement Un système poids-poulie, pour mesurer l enfoncement du terrain Piézomètre Extensomètre Inclinomètre

19 Dispositif de suivi en profondeur Deux inclinomètres, qui mesurent la déformation des terrains via la déformation d un tube de PVC, ancré à 30 m de profondeur.

20 Dispositif de suivi en profondeur Deux piézomètres, qui mesurent le niveau d eau dans les terrains

21 Dispositif de suivi en surface Deux extensomètres, pour mettre en évidence l avancée des terrains grâce à le mesure de l extension d un câble en acier, ancré à 30 m de profondeur Extensomètre Câble d acier Forage au fond duquel le câble est ancré

22 Dispositif de suivi en surface 15 bornes béton réparties sur l emprise du glissement et en dehors, dont on suit le déplacement (position levée régulièrement par un géomètre) Un système poids-poulie, en tête, pour mettre en évidence l enfoncement du terrain

23 À quoi cela a-t-il servi, et servira t il? En janvier 2012 : les mesures sur les inclinomètres ont montré que le glissement était toujours actif À partir d aujourd hui, poursuite du suivi du glissement : Mesure régulière de la position des bornes béton pour suivre leur déplacement Mesure de l enfoncement du glissement grâce au dispositif de poulie et aux mesures des extensomètres Enregistrement de l évolution de la nappe d eau en continu Souhait de l appui des ST de la Mairie Des volontaires pour participer au suivi?