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
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
Le cas étudié > Le glissement de Morne Macroix, commune de Sainte Marie Morne Macroix, Commune Sainte Marie
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
Contexte > Un glissement de terrain menaçant des enjeux Premier signe d instabilité en 1984. 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
Contexte > 6
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
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 2013. > 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
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)
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
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 2010 2013
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
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.
Merci de votre attention > 14
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
L arc ancien (24 Ma) lave hydrothermalisée et calcaire Mont Conil (0,5 Ma) - Montagne Pelée : (300 000 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
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-39 + 4 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 +33.8 cm et l altitude du MNT 2013 de +37.4 cm
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
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.
Dispositif de suivi en profondeur Deux piézomètres, qui mesurent le niveau d eau dans les terrains
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
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
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?