Analyse des modalités et des rythmes d'évolution des falaises du site-atelier du Grand-Dellec (Finistère)

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1 Analyse des modalités et des rythmes d'évolution des falaises du site-atelier du Grand-Dellec (Finistère) Journées «Aléa Gravitaire» Caen, 3-4 septembre 2015 Thème : Observations et caractérisations multi-méthodes Noémie BASARA, Alain HENAFF, Nicolas LE DANTEC & Pauline LETORTU

2 Problématique et objectifs de l étude Quelle est la dynamique actuelle des falaises littorales et quels sont les facteurs responsables de leur évolution? Production d un état des lieux et définition des facteurs de prédisposition à l érosion et aux instabilités gravitaires (lithologie, fracturation, propriétés mécaniques ) Quantification du recul à différentes échelles de temps Détermination des processus physiques impliqués dans la dynamique 2/26

3 Cadre d étude 2 projets : CLIFF : Caractérisation des Littoraux à Falaises ZABrI : Zone Atelier Brest-Iroise 2 laboratoires de recherche : LDO & GEOMER Stage transverse de Master 2 3/26

4 Contexte Falaises rocheuses : Dans le monde = 80% des littoraux* En France = 40% du linéaire côtier** (*Emery et Kuhn, 1982; **Bonnot-Courtois, 2010) 4/26

5 Contexte Falaises rocheuses : Dans le monde = 80% des littoraux* En France = 40% du linéaire côtier** Instabilités des falaises et érosion accentuées par les conditions météo-marines exceptionnelles (ex : tempêtes de l hiver ) (*Emery et Kuhn, 1982; **Bonnot-Courtois, 2010) 5 février 2014, Locquirec (29) (D. Adémas) 5/26

6 Situation de la zone d étude Au Nord-Ouest de la rade de Brest Morphologie du littoral très découpée Falaises hautes de 5 à 12 m et escarpement sub-vertical (pente moyenne de 75 ) N 400m 6/26

7 Situation de la zone d étude Au Nord-Ouest de la rade de Brest Morphologie du littoral très découpée Falaises hautes de 5 à 12 m et escarpement sub-vertical (pente moyenne de 75 ) N 20 m 400m 7/26

8 Méthodes Approche qualitative/naturaliste Combinaison de 2 approches Approche quantitative Outils Objectifs Observations de terrain Suivi photographique Hypothèse Validation Plans cadastraux et photographies aériennes Scanner laser terrestre Détermination de la structure et de la morphologie du site Identification de formes d érosion Estimation des valeurs de recul sur différentes échelles de temps Inférence des agents et processus impliqués dans la dynamique 8/26

9 Méthodes Facteurs de pré-disposition à l érosion : lithologie et fracturation Sur le terrain Etude à grande et petite échelles : Observations de terrain Analyse de photographies aériennes Calcul de la densité de fracturation Orthophoto, 2012 (IGN) Cadran de 1m x 1m en bas de falaise gneissique 9/26

10 Méthodes Facteurs de pré-disposition à l érosion : lithologie et propriétés mécaniques En laboratoire Echantillonnage de falaise Analyse de lames minces Analyse granulométrique tamisage et granulomètre laser Lame mince réalisée dans les gneiss du Grand-Dellec Carottier Granulomètre laser (IUEM) 10/26

11 Méthodes Quantification des taux de recul : à l échelle pluri-décennale Géoréférencement et comparaison de clichés aériens (1966, 1993 et 2012) et de plans cadastraux (1840 et 2011) Numérisation du trait de côte («sommet de falaise») Calcul des valeurs de recul Trait de côte 1966 Trait de côte 2012 Transect 11 Photo aérienne (IGN, 1966) 11

12 Méthodes Quantification des taux de recul : à l échelle pluri-décennale Géoréférencement et comparaison de clichés aériens (1966, 1993 et 2012) et de plans cadastraux (1840 et 2011) Numérisation du trait de côte («sommet de falaise») Calcul des valeurs de recul Trait de côte 1966 Trait de côte 2012 Transect 12 Photo aérienne (IGN, 1966) 12

13 Méthodes Quantification des taux de recul : à l échelle pluri-décennale Géoréférencement et comparaison de clichés aériens (1966, 1993 et 2012) et de plans cadastraux (1840 et 2011) Numérisation du trait de côte («sommet de falaise») Calcul des valeurs de recul Limite de la végétation Limite du sommet de falaise Trait de côte 1966 Trait de côte 2012 Transect 13 Photo aérienne (IGN, 1966) 13

14 Méthodes Quantification des taux de recul : à l échelle évènementielle Acquisitions TLS (Scanner Laser Terrestre) et traitement des données topographiques (logiciel RiscanPro) Création d un MNT différentiel à partir des nuages de points Détermination de secteurs érodés Acquisition TLS au Grand-Dellec le 04/03/ /26

15 Résultats : lithologie du site Carte lithologique du Grand-Dellec Carte géologique schématique du Grand-Dellec 15/26

16 Résultats : lithologie du site Carte lithologique du Grand-Dellec Carte géologique schématique du Grand-Dellec 16/26

17 Résultats : lithologie du site Carte lithologique du Grand-Dellec Falaises formées par de l orthogneiss et diorite Carte géologique schématique du Grand-Dellec 17/26

18 Résultats : lithologie du site Carte lithologique du Grand-Dellec Falaises formées par de l orthogneiss et diorite Enclave de micaschiste Carte géologique schématique du Grand-Dellec 18/26

19 Résultats : lithologie du site Carte lithologique du Grand-Dellec Falaises formées par de l orthogneiss et diorite Enclave de micaschiste 4 directions principales de fracture : N40 E, N80 E, N120 E et N150 E Densité de fracturation : 20 fractures par m 2 pour les diorites contre 14 pour les gneiss Carte géologique schématique du Grand-Dellec 19/26

20 Résultats : lithologie du site Profils d altération Profil d altération dépendant de la nature de la roche mère Altérites les plus épaisses : de nature dioritique Profil d altération dans les gneiss Profil d altération dans les diorites 20/26

21 Résultats : lithologie du site Nature et propriétés des altérites Altérites composées surtout par des limons et sables Formations plus limoneuses et fines en bas de falaise capacité de rétention d eau Courbes granulométriques cumulées Points d échantillonnage sur la hauteur des falaises 21/26

22 Résultats : recul des falaises Taux de recul à l échelle pluridécennale Photographies aériennes ( et ) Taux de l ordre de 5 cm/an 22/26

23 Résultats : recul des falaises Taux de recul à l échelle pluridécennale Photographies aériennes ( et ) Taux de l ordre de 5 cm/an Taux de recul diffère selon la lithologie : 3 cm/an (gneiss et diorite), 11 cm/an (micaschistes) Mais incertitude élevée sur les taux (± 3 cm/an) 23/26

24 Résultats : recul des falaises Taux d ablation à l échelle évènementielle et détermination des processus impliqués Erosion localisée Ablation se faisant au niveau des zones fracturées Influence de la lithologie et surtout de la fracturation Faille Zones érodées Plan de fracturation Faille 24/26

25 Résultats : recul des falaises Détermination des processus impliqués Masses glissées Cicatrice d arrachement 30 cm Identification de plusieurs formes d érosion Facteurs internes Facteurs externes - Action continentale 25/26

26 Résultats : recul des falaises Détermination des processus impliqués Masses glissées Cicatrice d arrachement 30 cm Identification de plusieurs formes d érosion Facteurs internes Facteurs externes - Action continentale - Action marine Sous-cavage Encoches 26/26

27 Typologie des mouvements de terrain Glissement de masse Chute de blocs Type 1 (surplomb) Type 2 (roche fracturée) Type 3 (fauchage) Eboulisation N 27/26

28 Typologie des mouvements de terrain Glissement de masse N W E 1 m 28/26

29 Typologie des mouvements de terrain Chute de blocs Type 1 (surplomb) N Fracture d appel au vide Souscavage 1 m 29/26

30 Typologie des mouvements de terrain Chute de blocs Type 2 (roche fracturée) N S N 30/26

31 Typologie des mouvements de terrain Chute de blocs Type 3 (fauchage) N N S 31/26

32 Typologie des mouvements de terrain Eboulisation N W E 1 m 32/26

33 Typologie et représentativité des mouvements de terrain Glissement Chute de blocs (fauchage) Chute de blocs (roche fracturée) 11 cm/an 4 cm/an N Eboulisation Chute de blocs (surplomb) 3 cm/an 3 cm/an 3 cm/an 3 cm/an 4 cm/an 3 cm/an 3 cm/an 5 cm/an 2 cm/an 3 cm/an 33/26

34 Conclusion Au Grand-Dellec, érosion et dynamique des falaises contrôlées par : La géomorphologie interne et la géologie du site (fracturation surtout) Les facteurs environnementaux externes (notamment les processus continentaux et marins) 34/26

35 Conclusion Au Grand-Dellec, érosion et dynamique des falaises contrôlées par : La géomorphologie interne et la géologie du site (fracturation surtout) Les facteurs environnementaux externes (notamment les processus continentaux et marins) Mouvements de terrain affectant l ensemble de la côte bretonne Importance de la poursuite de l étude des littoraux à falaise Diversité des configurations de falaise (hauteurs des abrupts, fracturation, expositions aux agents hydrodynamiques ) Crozon(29) Le Cap Fréhel (22) Pénestin (56) 35/26

36 Perspectives Installation d un piézomètre : suivi des variations du toit de la nappe Approfondissement de l étude des agents de forçage marins Acquisition d images aériennes de haute résolution (survol par un drone) 36/26

37 Perspectives Installation d un piézomètre : suivi des variations du toit de la nappe Approfondissement de l étude des agents de forçage marins Acquisition d images aériennes de haute résolution (survol par un drone) Suivi photographique et inventaire des mouvements de terrain à l échelle régionale 37/26

38 Merci de votre attention! Remerciements à tous les intervenants : Alain HENAFF, Nicolas LE DANTEC, Pauline LETORTU, Martial CAROFF, Bernard LE GALL, Jérôme AMMANN, Pierre STEPHAN, Romain CANCOUET, Véronique CUQ, Emmanuel AUGEREAU, Raphaël BENOT, Olivier MALASSINGNE et Jean-Pierre OLDRA