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Analyse des modalités et des rythmes d'évolution des falaises du site-atelier du
Grand-Dellec (Finistère)
Noémie BASARA, Alain HENAFF, Nicolas LE DANTEC & Pauline LETORTU
Journées « Aléa Gravitaire » Caen, 3-4 septembre 2015
Thème : Observations et caractérisations multi-méthodes
Problématique et objectifs de l’étude
Quelle est la dynamique actuelle des falaises littorales et quels sont les facteurs responsables de leur évolution?
¾ Production d’un état des lieux et définition des facteurs de pré-disposition à l’érosion et aux instabilités gravitaires (lithologie, fracturation, propriétés mécaniques…) ¾ Quantification du recul à différentes échelles de temps ¾ Détermination des processus physiques impliqués dans la dynamique
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Cadre d’étude
¾ 2 projets : • CLIFF : Caractérisation des Littoraux à Falaises • ZABrI : Zone Atelier Brest-Iroise ¾ 2 laboratoires de recherche : LDO & GEOMER → Stage transverse de Master 2
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¾ Contexte
Falaises rocheuses : • Dans le monde = 80% des littoraux*
• En France = 40% du linéaire côtier**
(*Emery et Kuhn, 1982; **Bonnot-Courtois, 2010)
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¾ 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 2013-2014)
(*Emery et Kuhn, 1982; **Bonnot-Courtois, 2010)
5 février 2014, Locquirec (29) (D. Adémas)
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¾ 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°)
400m
N
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¾ 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°)
400m
20 m
N
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Combinaison de 2 approches
Approche qualitative/naturaliste
Approche quantitative
¾ Détermination de la structure et de la morphologie du site
¾ Identification de formes d’érosion
¾ Estimation des valeurs de recul sur différentes échelles de
temps
• Observations de terrain • Suivi photographique
• Plans cadastraux et photographies aériennes • Scanner laser terrestre
¾ Inférence des agents et processus impliqués dans la dynamique
Outils
Objectifs
Hypothèse
Validation
¾ Méthodes
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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
Facteurs de pré-disposition à l’érosion : lithologie et fracturation ¾ Sur le terrain
¾ Méthodes
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• Echantillonnage de falaise • Analyse de lames minces • Analyse granulométrique → tamisage et granulomètre laser
Granulomètre laser (IUEM)
Facteurs de pré-disposition à l’érosion : lithologie et propriétés mécaniques
¾ En laboratoire
Lame mince réalisée dans les gneiss du Grand-Dellec
Carottier
¾ Méthodes
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• 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
Photo aérienne (IGN, 1966)
Quantification des taux de recul : à l’échelle pluri-décennale
11
¾ Méthodes
11
• 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
Photo aérienne (IGN, 1966)
Quantification des taux de recul : à l’échelle pluri-décennale
12
¾ Méthodes
12
• 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
Photo aérienne (IGN, 1966)
Quantification des taux de recul : à l’échelle pluri-décennale
Limite du sommet de
falaise
13
Limite de la végétation
¾ Méthodes
13
• 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 04/03/2015
Quantification des taux de recul : à l’échelle évènementielle ¾ Méthodes
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¾Carte lithologique du Grand-Dellec
Carte géologique schématique du Grand-Dellec
¾ Résultats : lithologie du site
15/26
¾Carte lithologique du Grand-Dellec
Carte géologique schématique du Grand-Dellec
¾ Résultats : lithologie du site
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• Falaises formées par de l’orthogneiss et diorite
¾Carte lithologique du Grand-Dellec
Carte géologique schématique du Grand-Dellec
¾ Résultats : lithologie du site
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• Falaises formées par de l’orthogneiss et diorite
• Enclave de micaschiste
¾Carte lithologique du Grand-Dellec
Carte géologique schématique du Grand-Dellec
¾ Résultats : lithologie du site
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• 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 m2 pour les diorites contre 14 pour les gneiss
¾Carte lithologique du Grand-Dellec
Carte géologique schématique du Grand-Dellec
¾ Résultats : lithologie du site
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• Profil d’altération dépendant de la nature de la roche mère → Altérites les plus épaisses : de nature dioritique
¾ Profils d’altération
Profil d’altération dans les gneiss Profil d’altération dans les diorites
¾ Résultats : lithologie du site
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¾ 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
¾ Résultats : lithologie du site
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• Photographies aériennes (1966-2012 et 1993-2012) → Taux de l’ordre de 5 cm/an
¾ Taux de recul à l’échelle pluridécennale
¾ Résultats : recul des falaises
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• Photographies aériennes (1966-2012 et 1993-2012) → 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)
¾ Taux de recul à l’échelle pluridécennale
¾ Résultats : recul des falaises
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• Erosion localisée • Ablation se faisant au niveau des zones fracturées → Influence de la lithologie et surtout de la fracturation
¾ Taux d’ablation à l’échelle évènementielle et détermination des processus impliqués
Faille Faille
Plan de
fracturation Zones érodées
¾ Résultats : recul des falaises
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¾ Détermination des processus impliqués
Masses glissées
Cicatrice d’arrachement
30 cm
¾ Résultats : recul des falaises
• Identification de plusieurs formes d’érosion
→ Facteurs internes → Facteurs externes - Action continentale 25/26
¾ Détermination des processus impliqués
Encoches
Sous-cavage
Masses glissées
Cicatrice d’arrachement
30 cm
¾ Résultats : recul des falaises
• Identification de plusieurs formes d’érosion
→ Facteurs internes → Facteurs externes - Action continentale - Action marine 26/26
Glissement de masse Chute de blocs Type 1 (surplomb) Type 2 (roche fracturée) Type 3 (fauchage) Eboulisation
¾ Typologie des mouvements de terrain
N
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Glissement de masse
1 m
W E
N
¾ Typologie des mouvements de terrain
28/26
Fracture d’appel au vide
Sous-cavage
Chute de blocs Type 1 (surplomb) N
1 m
¾ Typologie des mouvements de terrain
29/26
Chute de blocs Type 2 (roche fracturée) N
S N
¾ Typologie des mouvements de terrain
30/26
Chute de blocs Type 3 (fauchage) N
N S
¾ Typologie des mouvements de terrain
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Eboulisation N
W E
1 m
¾ Typologie des mouvements de terrain
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¾ Typologie et représentativité des mouvements de terrain
N
33/26
2 cm/an
3 cm/an
11 cm/an
3 cm/an
3 cm/an
3 cm/an
3 cm/an
5 cm/an
4 cm/an
3 cm/an
Chute de blocs (roche fracturée)
Chute de blocs (surplomb)
Glissement Chute de blocs
(fauchage)
Eboulisation
4 cm/an
3 cm/an
¾ 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)
Conclusion
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¾ 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…)
Conclusion
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Crozon(29) Pénestin (56) Le Cap Fréhel (22)
Perspectives
¾ Installation d’un piézomètre : suivi des variations du toit de la nappe ¾ Approfondissement de l’étude des agents de forçage marins ¾ Acquisition d’images aériennes de haute résolution (survol par un drone)
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Perspectives
¾ Installation d’un piézomètre : suivi des variations du toit de la nappe ¾ Approfondissement de l’étude des agents de forçage marins ¾ Acquisition d’images aériennes de haute résolution (survol par un drone) ¾ Suivi photographique et inventaire des mouvements de terrain à
l’échelle régionale
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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
Merci de votre attention !