COMMUNE DE BOURG-SAINT-MAURICE

RISQUE D'EBOULEMENT DANS LES FALAISES DE LA "GRANDE-SELOGE"

ENTRE LES CHAPIEUX ET LA VILLE-DES-GLACIERS COMMUNE DE BOURG-SAINT-MAURICE (73)

Analyse de la stabilité et définition des travaux de stabilisation

R.30109 RHA 4S 89 LYON, novembre 1989

par J.C. BARFETY (*)

et F. SABATIER

(*) Service Géologique National -Département Cartes et Synthèses Géologiques

RISQUE D'EBOULEMENT DANS LES FALAISES DE LA "GRANDE-SELOGE" ENTRE LES CHAPIEUX ET LA VILLE-DES-GLACIERS

COMMUNE DE BOURG-SAINT-MAURICE (73)

Analyse de la stabilité et définition des travaux de stabilisation

R.30109 RHA 4S 89

R E S U M E

En juin 1989, le Peloton de Gendarmerie de Haute Montagne de Bourg-St-Maurice signalait l'apparition d'une importante fissure dans la partie médiane de la falaise de la Grande-Séloge, à Bourg-Saint-Maurice.

Une première intervention du BRGM, pour le compte de la Direction Départementale de le Protection Civile et des Services du Département de la Savoie, permettait de constater l'importance des risques de rupture et concluait sur la nécessité de mettre en place un dispositif d'auscultation permettant de mieux cerner l'aléa.

Suite à cette mission et compte tenu de l'évolution du phénomène, la Mairie de Bourg-Saint-Maurice a alors confié au BRGM une étude visant à définir les différents moyens de stabilisation envisageables.

Dans le cadre de cette étude, un examen géologique détaillé du massif a été effectué, qui a permis d'identifier le mécanisme du mouvement, ainsi que les éléments les plus menaçants.

La purge de ces derniers s'avérant indispensable, l'état de stabilité du massif a été estimé afin de s'assurer de la suffisance de cette opération pour rétablir une situation sécuritaire.

A l'issue de cet examen, aucune autre mesure confortative n'a été préconisée, sous réserve d'un suivi de l'évolution du comportement du massif dans le temps.

INGENIEURS AYANT REALISE L'ETUDE J.C. BARFETY et F. SABATIER

DESSIN J.F. RIEUX SECRETARIAT S. BELLON

Ce rapport contient : 17 pages de texte et 4 annexes.

T A B L E D E S M A T I E R E S

INTRODUCTION 1

1.1 - Situation générale 2

1.2- Cadre de l'intervention 2

HISTORIQUE DES DESORDRES ACTUELS 3

CARACTERISATION GEOLOGIQUE DU SITE 4

3.1 - Caractéristiques géométriques du site étudié 4

3.2 - Caractérisation géologique du site 5

3. 2.1 - Nature de la roche 5 3. 2.2 - Discontinuités de la roche 5

3.3 - Description et géométrie des écailles en mouvement 7

3.3.1 - Ecaille supérieure 1 3 3.3.2 - Ecaille moyenne 2 3.3.3 - Ecaille inférieure 3 9

ORIGINE DU PHENOMENE D'AOUT 1988 ET DYNAMIQUE 10

SOLUTIONS DE STABILISATION 10

5.1 - Définition du problème 10 5.2. - Purge minimale 11 5.3 - Estimation de l'équilibre du massif purgé 11

5.3.1 - Hypothèses de travail 11 5.3.2 - Expressions générales des efforts mobilisés 12 5.3.3 - Bilan des efforts 13 5.3.4 - Commentaires 13

5.4 - Phasage d'exécution des travaux 16 5.5 - Estimation sommaire du montant des travaux 16

CONCLUSIONS 17

A n n e x e s

Plan de situation générale du site Clichés potographiques Vue en élévation Vue en plan

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1 - INTRODUCTION

1.1 - Situation générale

A 15 km au nord de Bourg-Saint-Maurice, la vallée des Chapieux d'abord creusée par le torrent du Versoyen, puis par le torrent des Glaciers, se divise pour rejoindre le col du Cormet de Roselend vers l'ouest, et au nord-est le col de la Seigne, crête frontière avec l'Italie. Dans ce dernier secteur, un chemin communal ou rural dessert Séloge, la Ville-des-Glaciers, ainsi que les Mottets, et se poursuit, sous forme de sentier, jusqu'à la frontière (cf plan de situa­tion générale du site en annexe I).

Cette route - sans débouché direct et fermée l'hiver - a cependant un grand intérêt, à la fois touristique et pastoral. Elle correspond en effet à un des itinéraires de randonnée du Tour du Mont-Blanc (sentier GR.5), par les refuges du col de la Croix-du-Bonhomme, des Chapieux, de Séloge et des Mottets, et d'importants troupeaux séjournent dans les alpages de juin à octobre. Au total, on peut évaluer le transit journalier à plus de 500 personnes en période estivale.

Sur la section comprise entre les Chapieux et Séloge, la chaussée -goudronnée-a été tracée en rive droite, à flanc de versant, et traverse des pentes d'éboulis raides ou longe des barres rocheuses. Elle est donc naturellement exposée aux chutes de rochers.

Sensiblement à la hauteur du barrage de Séloge (prise d'eau EDF sur le torrent des Glaciers pour le barrage de Roselend), les falaises sont parcourues depuis quelques années par deux écoles d'escalade : la petite falaise de Séloge située à l'aval de la retenue, et la grande falaise de Séloge se trouvant, elle, à l'aplomb du barrage. Dans cette dernière, plusieurs voies ont été équipées il y a deux ans et se développent sur 250 m de haut.

C'est en parcourant cette école d'escalade qu'au printemps de cette année des signes précurseurs d'éboulement ont été détectés. En effet, les gendarmes du PGHM(*) de Bourg-Saint-Maurice ont constaté, en juin 1989, l'ouverture d'une importante fissure dans la partie médiane de la falaise (cf clichés photogra­phiques en annexe II) et ont signalé ce fait à la Mairie.

Décollant une grosse écaille, cette fissure pouvait annoncer un éboulement important qui aurait alors menacé tout le versant et la route de Séloge.

(*) PGHM : Peloton de Gendarmerie de Haute Montagne.

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1.2 - Cadre de l'intervention

Alertée, la Direction Départementale de la Protection Civile de la Savoie a demandé au BRGM d'effectuer une reconnaissance géologique du site dans le cadre de la convention d'assistance liant cet organisme à la Préfecture et au Conseil Général de la Savoie.

La visite effectuée le 7 juillet 89 (rapport BRGM 89 SGN 609 GEO/RHA) a permis de détecter un danger potentiel d'éboulement à plus ou moins court terme, de conseiller des mesures de surveillance aptes à mieux apprécier l'aléa et à réduire au minimum le risque pour les riverains et les touristes, ce tout en maintenant une circulation normale.

En effet, ce premier examen géologique a montré que si des travaux étaient nécessaires, la structure de la falaise et l'agencement du système de fissuration étaient relativement complexes et nécessitaient une étude plus détaillée et un temps d'observation.

Par ailleurs il aurait été très difficile, en cette période estivale, d'engager des travaux qui auraient inévitablement entraîné la coupure totale de la route.

La surveillance a donc consisté dans la pose de témoins sur la fissure princi­pale, témoins qui ont été fonctionnels à partir du 1er août. Relevés chaque semaine par une équipe de gendarmes du PGHM de Bourg-Saint-Maurice, il était alors possible de cerner d'une façon correcte l'évolution de la menace.

La protection des personnes, quant à elle, s'est faite de plusieurs façons : large information, interdiction de stationnement sur la route, déviation des piétons en traçant un nouveau parcours moins exposé, interdiction des voies d'escalade.

Parallèlement, et à l'instigation de la Direction Départementale de la Protec­tion Civile de la Savoie, une réunion se déroulait le 4 août sur le site, afin d'établir un programme d'intervention. Pour l'essentiel, ce dernier peut se résumer comme suit :

- maintien de la surveillance du site par le PGHM durant l'été et l'automne ;

- mission d'étude géologique et de projets de travaux confiée au BRGM par la Mairie de Bourg-Saint-Maurice, afin de déterminer des solutions aptes à sécuriser ce secteur ;

- établissement d'un plan en élévation (à 1/100) de la falaise instable, par les cabinets de géomètres GEODE et SINTEGRA ;

- remise des conclusions à l'automne 89.

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2 - HISTORIQUE DES DESORDRES

Grâce aux renseignements fournis par M. Francis PETTEX, président des guides de la Vanoise, et par M. James MEREL, guide et auteur du livre sur les escalades en Vanoise, il apparaît clairement que la fissure citée n'existait pas il y a deux ans, lors de l'ouverture de l'école d'escalade de la Grande-Séloge : elle s'est ouverte vers la fin du mois d'août 1988 (fin juillet elle était invisible, début septembre elle était largement ouverte). Elle est donc apparue brutale­ment, en une période de l'année où les conditions météorologiques sont en général stables, et bien après la fin du dégel.

Le mouvement correspondant de la masse rocheuse s'est apparemment traduit sans chutes de pierres importantes. Il est difficile aussi de savoir si le mouvement ensuite a été progressif et continu, ou s'il s'est produit brutalement, sans reprises. Depuis le 1er août de cette année, date de la pose des repères, nous avons plus de renseignements :

- du 1er août au 1er septembre, ni mouvements ni chute de pierres ;

- en septembre, le mouvement a repris (3 à 5 mm relevés le 11 sur les trois témoins), déplacement encore faible mais montrant un glissement vers l'aval avec un léger basculement vers le sud-ouest) ;

- le 3 octobre, relevé d'un mouvement de 1-2 mm.

- le 13 novembre : déplacements cumulés de 16-18 mm sur chacun des repères.

Ces résultats indiquent une reprise du tassement de l'écaillé, lente certes, mais réelle. Il est donc indispensable de continuer la surveillance et de suivre l'évolution du massif durant les mois à venir.

Hormis cette fissure très récente, il est apparu que la falaise présentait dans toute sa partie médiane de nombreuses lignes de fissures, beaucoup étant ouvertes sur plusieurs dizaines de centimètres, profondes de 1 à 2 mètres (cf plus loin) et longues de plusieurs mètres ou dizaines de mètres.

Il est difficile, sinon impossible, sur toutes les autres fissures, de repérer et de différencier les mouvements récents éventuels des plus anciens. Cela permet seulement de dire que le massif rocheux, sur ce site d'escalade, présen­tait bien avant août 88 des signes d'instabilité.

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3 - CARACTERISATION GEOLOGIQUE DU SITE

Remarque : Pour une meilleure compréhension, les différentes unités sont désignées par des chiffres (là 3) et repérées sur les documents (clichés photographiques et figures) des annexes II, III et IV.

3.1 - Caractéristiques géométriques du site étudié

La roche (quartzite blanc) constitue des dalles redressées à 60" vers l'aval et avec une orientation bien parallèle au versant ouest de la vallée.

L'école d'escalade a 250 mètres de haut, mais la même roche affleure toujours au-dessus sur une centaine de mètres et jusqu'à la route où elle se divise en ressauts séparés par des éboulis.

La paroi de l'école est divisée en trois parties, d'égale hauteur et de même inclinaison, par deux vires : la vire supérieure est horizontale et très étroite, la vire inférieure est plus large et inclinée. C'est dans la zone médiane, haute de 65-70 mètres, que se place le secteur étudié et sur 15 à 25 mètres de large. Cela représente une surface de 1400 m2 environ.

La structure générale de la falaise est celle d'écaillés imbriquées les unes dans les autres et disposées en "marches d'escalier" de surface et d'épaisseur variable, mais se développant en général sur plusieurs dizaines de mètres carrés. Les lames les plus élevées sont les plus internes au massif, ce qui est, en général, une condition de plus grande stabilité. Ce fait n'est pas constant et le découpage en surplombs fait que certaines dalles se retrouvent en porte-à-faux. D'autre part, l'existence de fissures anciennes fait qu'il existe de larges vides entre les diverses dalles.

Habituellement, les dalles les plus externes glissent sur les couches inférieures et s'éboulent. Dans le cas présent, une dalle supérieure, donc relativement plus interne, s'est décrochée et a glissé. (Il s'agit de la dalle référencée "1" en annexe). Elle s'est arrêtée rapidement en s'enfonçant comme un coin entre les autres dalles (dalle 2 notamment), les fracturant plus ou moins.

A l'aplomb de la zone étudiée, à l'aval du barrage de Séloge, les éboulis sont bien développés et dessinent un cône net. L'abondance de gros blocs et la morphologie de la pente, ainsi que le dessin de la falaise au-dessus, démon­trent qu'il y a eu là un éboulement important. Il a été provoqué par le glis­sement et le démantèlement de plusieurs grandes dalles immédiatement au sud du site examiné, ce qui explique la présence de grandes surfaces dénudées et en retrait. Cet éboulement est très ancien mais a dû probablement fragiliser les rochers environnants (et donc le site étudié).

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3.2 - Caractérisation géologique du site

3.2.1 - Nature de la roche

La roche formant les falaises de Séloge est un quartzite blanc ou blanc verdâ-tre compact. On appelle ainsi un grès silicifié car fortement recristallisé, où les grains de quartz sont jointifs et très étroitement cimentés entre eux par de la silice de recristallisation.

La roche est ici affectée d'un fin litage, visible à l'oeil. C'est un litage acquis postérieurement au dépôt, qui est dû au réalignement des grains de quartz avec recristallisation de silice seule. La roche reste homogène et massive, non schisteuse.

Le quartzite est donc compact, résistant et dur, sa densité est comprise entre 2,5 et 2,8.

3.2.2 - Les discontinuités de la roche

Elles sont de deux sortes : le litage correspondant aux anciennes surfaces de dépôt du sédiment originel (strates ou bancs) et les diaclases qui sont les lignes de fractures naturelles provoquées par les contraintes que la roche a pu subir. Ces dernières sont toujours obliques ou perpendiculaires au litage, mais se regroupent facilement selon leur direction et leur inclinaison en plusieurs familles. L'intersection de ces deux types de plans, litage et diaclases, donne les blocs (blocs unitaires).

• Le litage (ou stratification)

Les bancs ont en moyenne environ 1 mètre d'épaisseur, cela varie entre 0,50 et 2 mètres ; mais il existe aussi des litages secondaires espacés de quelques décimètres (plaques de 20 cm).

La surface des bancs est plane, régulière et lisse, on n'y relève ni ondulation ni indentation, et la rugosité est faible à nulle.

D'un banc à l'autre il n'y a pas interposition de couches de terrain de nature différente, plus argileuses ou plus marneuses, ni de granulométrie variable (à grains plus fins ou plus grossiers). La texture de la roche est bien homogène dans un même banc ou d'un banc à l'autre. Les joints entre bancs ou joints de stratification sont par conséquent dits "secs".

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Les limites des bancs ne sont pas rigoureusement parallèles entre elles, mais légèrement obliques, ce qui se distingue bien sur des vues éloignées de la falaise. Les bancs n'ont donc pas une très grande continuité, mais se terminent en biseau et ceci dans les deux directions de l'espace, en se chevauchant ou se recouvrant très régulièrement. L'extension des surfaces ainsi limitées est variable : quelques mètres à plusieurs dizaines ou centaines de mètres, car l'angle d'ouverture des biseaux peut être de quelques degrés seulement. Cela donne l'allure en écailles superposées, caractéristique des falaises de Séloge.

Cette forme de litage dit "en biseau" ou "entrecroisé", due au type de dépôt originel (dépôt de plage avec des courants), entraîne une plus grande hétérogé­néité des strates et les fragilise. Par contre, l'imbrication des écailles peut conférer une stabilité d'ensemble accrue au massif, ce bien sûr indépendamment de tout phénomène de coin ou vérin naturel.

La direction des bancs par rapport au nord est N.40-50*E, donc NE-SW. L'incli­naison est très proche de 60°, variant de 55 à 60", orientée vers le sud-est. Elle est très régulière, un peu plus forte vers le haut de la falaise que vers le bas.

Les diaclases

Sur le site, il existe quatre principales familles de diaclases, de directions et inclinaisons différentes. Certaines ont des directions et pendages très proches de la stratification et peuvent s'y confondre, étant donné l'allure biseautée des bancs.

Les diaclases orientées N.160*E et pentées de 20-30* WSW sont surtout présentes au-dessous de la vire inférieure.

Deux familles de diaclases jouent un rôle essentiel dans le secteur médian : diaclases N.120-130-E pentées vers le nord-est de 30 à 40°, et N.120-130°E pentées au sud-ouest de 30 à 70* (valeurs moyennes). Elles recoupent toutes deux perpendiculairement les plans de strates et donnent à la paroi son dessin caractéristique avec surplombs et dièdres.

• La discontinuité N.120 (pentée vers le nord-est de 30*) est dite en amont pendage. La densité des plans correspondants est grande, avec une fréquence de 25 cm environ. Leur continuité est élevée, de l'ordre de la dizaine ou de la vingtaine de mètres (parfois plus). Leur surface est lisse et régulière, le joint est sec, sans remplissage ou recristallisation secondaire. Disposées en amont pendage faible, elles donnent de grands surplombs subhorizontaux : c'est le joint qui, en cédant, a permis le décrochement de l'écaillé étudiée ; il en existe aussi vers le bas de la zone, au-dessus de la vire inclinée. Ces diaclases recoupent souvent plusieurs strates de quartzites superposées.

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• La discontinuité N.120 (pentée vers le sud-ouest) est en général très raide, proche de 70", avec les mêmes caractères que la précédente ; elle est très continue, recoupant en direction plusieurs strates, mais aussi en épaisseur, sur 2-3 mètres. Leur surface est lisse et régulière. Sur l'affleurement nous avons pu repérer des fissures correspondant à ce type de joint, largement ouvertes (de plusieurs centimètres ou décimètres) et anciennes. La plus remarquable limite l'écaillé décollée sur son bord est.

En résumé, ces lignes de discontinuités : litage, diaclases horizontales et verticales découpent le massif rocheux en blocs de surface rectangulaire, en général très aplatis, car l'épaisseur des bancs est relativement faible par rapport à la trace des deux autres discontinuités sur leur surface (de 1 à 10 en moyenne).

Le bloc unitaire moyen sera une dalle de quelques mètres cubes.

3.3 - Description et géométrie des écailles rocheuses en mouvement (cf plan et coupes à 1/100 - planches photographiques)

La zone fragilisée et déstabilisée se subdivise en trois parties superposées

- l'écaillé supérieure glissée en août 1988 = n* 1 sur le plan - l'écaillé moyenne (ou "dalles externes") = n° 2 sur le plan - l'écaillé inférieure (ou "soubassement") = n* 3 sur le plan.

3.3.1 - L'écaillé supérieure 1

C'est une grande dalle de 13 à 15 m de large, 25 m de longueur (plus grande dimension), avec une épaisseur comprise entre 0,60 m et 2 m, paraissant plus épaisse vers le bas et du côté sud-ouest ; son épaisseur moyenne peut être estimée à 1,50 m : surface de 325 m2, volume de 500 m3 environ et poids évalué à 1300 t (densité 2,6) minimum. Elle est bien délimitée par la surface du banc sous-jacent très continu et bien visible sur le côté gauche et dans la fissure horizontale de décrochement (photo).

L'examen de cette fissure montre que la cassure est très fraîche, bien continue, sans trace d'altération. Elle n'est donc pas préexistante à août 88, même avec une ouverture très faible. Cela correspond à un décrochement subit et brutal (photo).

L'ouverture a une valeur un peu plus forte du côté sud-ouest que du côté nord-est (70 cm à l'est, 78 au témoin 2 et 87 cm au témoin n* 1, ce qui donne un angle de rotation très faible, de quelques degrés.

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Sur son flanc est, l'écaillé est limitée par une fissure verticale perpendicu­laire au banc, bien rectiligne et lisse, ouverte de 30 cm. On poursuit cette fissure sur 5 m vers le bas, puis elle disparaît sous l'écaillé n" 2 non affectée par cette fissure. Par définition et étant donné le mouvement enregistré, cette fracture se poursuit sur toute la longueur de l'écaillé n° 1 mais se ferme peut-être progressivement.

Au-dessus de la fissure horizontale, elle se poursuit sur 4-5 m de long avec une ouverture de 19 cm et sur une profondeur de 1,20 m environ, bien que le banc qui lui est contigu ne se soit pas décollé.

Ce fait indique clairement qu'il s'agit d'une fissure verticale ouverte, d'origine ancienne ; ses épontes sont d'ailleurs plus altérées (végétation). Bien que n'affectant pas les dalles plus externes, elle peut avoir d'importants prolongements soit rectilignes, soit avec des relais en "baïonnettes". Ainsi la fissure repérée au pied du site, entre la vire inférieure et le grand surplomb, appartient à ce système (cf soubassement 3) - photos.

Le repérage de ces fissures anciennes nous permet d'expliquer le processus de tassement actuellement observé (cf plus loin).

A peu près en son milieu, l'écaillé 1 disparaît derrière un feuillet plus externe et s'y encastre. Le mouvement de ripage de 1 a eu pour effet d'écarter celle-ci : on observe au contact une ouverture verticale de 10 à 15 cm encom­brée d'éboulis ou de terre fraîchement arrachés, bien continue, dont la trace est d'abord horizontale sur 9 m, puis verticale sur 10-12 m, qui correspond au bord supérieur de l'écaillé 2 (photo).

L'examen des contacts entre 1 et 2 montre que 1, en glissant, s'est emboîtée en arrière de 2 le long d'une limite de strates et que le mouvement a ainsi été bloqué.

Dans le détail, l'écaillé 1 comporte une moitié supérieure massive et peu fissurée et une partie inférieure de surface un peu plus grande, très fracturée et morcelée en une dizaine de gros blocs imbriqués les uns dans les autres. L'éclatement est dû au choc de l'écaillé lors du ripage.

3.3.2 - L'écaillé moyenne (ou dalles externes) n' 2

C'est la partie rocheuse contre laquelle est venue s'appuyer l'écaillé 1. Elle est constituée également de dalles superposées se développant sur 10 à 15 m de large, 40 à 45 m de long (soit une dénivelée de 35 m) et 1 à 4 m d'épaisseur. Cette zone d'écaillés se poursuit du côté nord-est dans le massif et s'imbrique sous d'autres dalles sans - apparemment - de lignes visibles de discontinuité. Cet ancrage latéral explique une plus grande stabilité et qu'elle n'ait pas été entraînée par le ripage de 1.

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Cette écaille a un bord sud-ouest très découpé et surplombant et elle est affectée de nombreuses fissures ouvertes correspondant au litage (fissures verticales obliques à la paroi) ou aux diaclases subhorizontales inclinées vers l'amont. Toutes paraissent avoir une origine ancienne, mais beaucoup ont pu rejouer lors du tassement d'août 88.

En fait, c'est la partie haute, côté sud-ouest surplombant, qui a surtout encaissé le mouvement : la strate de près de 3 m d'épaisseur a enregistré un décollement avec glissade de plusieurs centimètres, en écrasant le banc sous-jacent (soubassement 3) - cf photo.

Les cassures verticales identiques à celles qui ont permis le décrochement de 1 paraissent peu développées, au moins sur les dalles de surface.

3.3.3 - L'écaillé inférieure (ou soubassement) n* 3

Les dalles 2 sont surplombantes et forment saillie par rapport à l'écaillé du haut et à 3.

Pour cette raison et à cause de la très grande continuité du plan de strates inférieur (situé sous 1), les dalles 3 que nous avons appelées le soubassement, paraissent bien être dans le prolongement de 1. Les biseaux que forment la partie haute et le bas viennent précisément s'affronter sous les surplombs de 2 (photo).

Ces dalles réapparaissent progressivement sous la partie moyenne se développant sur 10 à 40 mètres (dénivelée de 30 m à l'aplomb de 1) et 20 mètres de large. Leur épaisseur jusqu'au plan basai va de quelques centimètres à 2 mètres. Cette zone est intéressante par la fissuration observée : les fissures perpendicu­laires au banc (diaclases) sont soit ouvertes, soit jointives. Les fractures ouvertes se trouvent sur le côté droit principalement (nord-est), les ouver­tures sont de 10 à 30 cm, profondes, affectant plusieurs bancs superposés (on peut les observer jusqu'à 2 m de profondeur). Elles sont toutes anciennes. L'une d'entre elles, au tracé "en baïonnette" caractéristique, profonde de 2 m au moins, disparaît sous le grand surplomb inférieur de 2. Il est possible que ce soit la réapparition de la grande fissure verticale du haut (cf écaille 1).

Sur le côté gauche des dalles, par contre, les fissures, nombreuses, sont toutes fermées ; de plus, il y a éclatement des lèvres, déplacements relatifs des compartiments et coincement de blocs. Tous ces indices sont frais et indiquent une compression récente avec de très fortes contraintes. Cela se comprend si l'on admet que les mouvements de 1 e t2 (en réponse à 1) ont été assez puissants pour comprimer la partie inférieure du massif et provoquer la fermeture de fissures ouvertes jusque là. En tout cas, une grande partie des fissures existait avant août 88.

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4 - ORIGINE DU PHENOMENE D'AOUT 88 ET DYNAMIQUE DU MOUVEMENT

On connaît maintenant mieux l'état des lieux avant août 88 et on peut reconstituer le processus d'apparition des désordres :

• Il existait une fissuration ancienne bien développée et profonde, intéressant surtout l'écaillé 1 et le pied du site 3. En particulier, il existait une grande fissure verticale perpendiculaire aux bancs, isolant une grande dalle massive et surplombante appuyée sur un unique plan très lisse incliné à 60* et recouverte, dans son angle sud-est (inférieur droit) seulement, par d'autres dalles. Cette fissuration est sans doute due aux séquelles d'un ancien éboulement (par effet d'arrachement) et à l'action des intempéries en altitude.

• Le poids (1300 tonnes environ) de l'écaillé, et l'annulation progressive des forces de cohésion, ont déclenché la rupture du seul point d'attache restant, le long d'un joint de diaclase horizontal et continu sur toute la longueur de la dalle.

• Le ripage, très brutal et subit de la masse décollée, a soulevé et écarté de plusieurs centimètres les dalles plus externes, permettant à VI de s'y encastrer à la façon d'un coin. La percussion de 1 a - sans doute - comprimé les dalles sous-jacentes 3 (sur lesquelles s'appuie aussi 2), provoquant leur éclatement et la fermeture des fissures préexistantes.

5 - SOLUTIONS DE STABILISATION

5.1 - Définition du problème

A l'issue de cet examen géologique une première constatation s'impose : l'angle inférieur sud-ouest de l'écaillé 1, fortement disloqué et non buté en pied, présente des risques de rupture à court terme évidents. Il constitue de ce fait une menace pour le parcours d'escalade qui reste exposé et très dangereux.

Afin de rétablir une situation sécuritaire, la purge de cet élément apparaît donc comme indispensable.

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Le soubassement 3 ne présentant pas de signe d'instabilité accrue, le problème se réduit alors à l'appréciation de l'état d'équilibre d'ensemble des dalles 1 et 2.

A ce propos, les remarques suivantes peuvent être effectuées :

- il n'y a pas de stabilisation de l'écaillé 1, puisque les mesures réalisées indiquent une reprise du glissement depuis début septembre ;

- il est certain qu'un tel mouvement accélère grandement le processus de déstabilisation de la dalle 2, par effet de coin ;

- or, cette dernière dalle assure actuellement, à elle seule, la stabilité des écailles surplombantes, grâce à son ancrage latéral est. La stabilité de 1 dépend donc totalement du comportement de 2.

La première phase de traitement envisagée (purge partielle de l'écaillé 1), devrait améliorer considérablement la stabilité d'ensemble du massif : elle permet d'une part de réduire les surcharges appliquées sur 2, d'autre part de freiner le mouvement de basculement de 1.

Toutefois, afin de juger de la nécessité d'engager ou non des travaux de confortement complémentaires (boulonnage, ... ), il convient d'être à même de pouvoir approcher le gain de stabilité ainsi obtenu.

5.2. - Purge minimale

Pour être totalement efficace, la purge doit s'étendre à l'ensemble de la zone surplombante de 1 (cf. vue en élévation en Annexe III). Le volume de matériau affecté par l'abattage s'élève dans ce cas à environ 270 m3.

5.3 - Estimation de l'équilibre du massif purgé

5.3.1 - Expression des efforts mobilisés

L'état de stabilité d'un massif rocheux peut se traduire au moyen d'un coefficient de sécurité vis à vis de la rupture, Fs.

Pour une plaque d'épaisseur e, reposant sur un plan incliné de B par rapport à l'horizontale, les expressions des efforts moteur et résistant s'écrivent respectivement :

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- effort moteur, FM : FM = eYS sin P - effort résistant, FR : FR = cS + (eYS cos 3 - US) tg $ + ancrage latéral

éventuel avec : Y poids volumique de la roche

S surface de la plaque U pression interstitielle

c et $ caractéristiques mécaniques des joints.

L'évaluation du coefficient de sécurité vis à vis de la rupture s'obtient en faisant le rapport FR/FM.

5.3.2 - Hypothèses de travail

La détermination du coefficient de sécurité à la rupture nécessite donc la connaissance d'un certain nombre de paramètres de calcul.

Or, si la masse et la géométrie des blocs peuvent généralement être approchées avec une certaine précision, il s'avère beaucoup plus difficile d'estimer les caractéristiques mécaniques susceptibles d'être prises en compte le long des différentes discontinuités.

Ainsi, dans le cadre de la présente étude, l'appréciation de l'effort mobili­sable le long de l'ancrage latéral est de la dalle 2, étape essentielle dans l'évaluation du degré de stabilité du massif, s'avère très délicate.

Afin de cerner au mieux cet effort, l'analyse suivante est alors effectuée :

- formulation de deux hypothèses sur l'état de stabilité actuel de l'ensemble formé par les écailles 1 et 2

• hypothèse pessimiste : dalle en équilibre limite — > Fs = 1, • hypothèse plus optimiste : stabilité d'ensemble confortable — > F3 = 2 ;

- bilan des efforts, résolution de l'équation FM»FS = FR pour chacun des cas de figures considérés, et détermination de la valeur d'ancrage correspondante ;

- détermination des efforts moteur et résistant dans le cas du massif purgé, en prenant en compte :

• la réduction de masse de l'écaillé 1, • chacune des deux valeurs d'ancrage précédemment obtenues ;

- calcul du coefficient de sécurité final résultant.

- 1J -

.3. Bilan di;> efforts

• Paramètres de calcul :

Y = 2,6 t/m3

•matrice = 60°

•joint = 2/3 •matrice = 40"

C J o i n t = 0 joint sec et lisse U = 0 absence de circulation d'eau S' surface d'ancrage latéral = 55 m2 (2,5x 22) C cohésion moyenne le long de la surface d'ancrage

• Etat initial

FM = 2600 t FR = 1260 t + ancrage latéral

Si Fs = 1 — > ancrage latéral Si Fs = 2 — > ancrage latéral

1340 t — > C 3940 t — > C

24 t/m2. 72 t/m2.

• Etat final (après abattage)

ancrage latéral = 24 t/m2

ancrage latéral = 72 t/ma

FM = 1990 t FR = 2305 t

F„ - 1990 t FR = 4904 t

Fs = 1,16

Fs = 2,46

5.3.4 - Commentaires

Les valeurs de cohésion obtenues, bien que faibles par rapport à la cohésion matricielle du quartzite (200 à 500 t/m2) n'apparaissent pas absurdes si l'on envisage la possibilité d'une certaine discontinuité de la surface d'ancrage (fissuration). La démarche d'analyse retenue peut donc être considérée comme significative.

L'examen des résultats obtenus permet alors de constater que l'accroissement résultant du coefficient de sécurité ne permet pas d'atteindre, dans le cas le plus défavorable, les valeurs sécuritaires habituellement requises de 1,5 (voire 1,3) tandis que celles-ci sont largement dépassées si l'on se place dans la configuration optimiste.

L'état d'équilibre limite correspondant en fait à une phase transitoire durant laquelle s'initialise la rupture, on ne peut raisonnablement estimer que ce dernier puisse s'appliquer à la stabilité actuelle du massif.

- 14 -

De façon plus réaliste, on peut donc supposer que dans l'hypothèse la plus défavorable, le coefficient de sécurité vis à vis de la rupture se trouve compris entre 1 et 1,1.

Un calcul similaire conduit alors à un coefficient de sécurité minimum, après purge, de 1,2 (FB > 1,2).

Ce résultat, qui apparaît comme insuffisant, demande toutefois à être pondéré. En effet, le réseau de fissuration, fort peu développé en partie nord-est de la dalle (cf § 3.3.2) peut difficilement justifier les très faibles valeurs de cohésion (c < 40 t/m2) obtenues dans ce dernier cas de figure.

Cette constatation tend ainsi à souligner le caractère pessimiste de l'hypothèse originelle concernant la stabilité actuelle du massif (1 < Fs < 1,1).

Le fait que la dalle 2 ait pu supporter l'effet dynamique du précédent glisse­ment semble par ailleurs corroborer une telle analyse.

Le coefficient de sécurité du massif purgé sera donc vraisemblablement supérieur à 1,2. Par conséquent, aucune mesure confortative complémentaire n'est préconisée dans l'immédiat.

Toutefois, compte tenu de l'imprécision sur le degré de stabilité réel des différentes écailles, une auscultation régulière de ces dernières semble indispensable. En effet, la stabilité du massif est fortement liée à son degré d'altération et celui-ci est susceptible d'évoluer plus ou moins rapidement selon différents facteurs, naturels (cycle gel-dégel, pluie, etc. ) ou anthropiques (minage, ... ). Il convient donc d'être à même de pouvoir vérifier le comportement du massif durant les tirs d'abattage, ainsi que son évolution future.

Pour ce faire, la présence d'un géologue est recommandée durant les travaux ; ce dernier pourra ainsi vérifier le nouvel état d'équilibre des éléments les plus sensibles et parmi eux de la portion de dalle 1 restée en place lors des précédents désordres.

Par ailleurs, la mise en place d'un dispositif d'auscultation simple, constitué par un réseau de barres scellées, est préconisée et ce, dès avant la réalisation des travaux de purge.

L'implantation des différents repères est représentée sur la vue en élévation de l'annexe II.

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Celle-ci a été définie de façon à pouvoir déceler non seulement un mouvement d'ensemble, mais aussi un éventuel déplacement relatif des différents blocs constitutifs et notamment des deux éléments surplombants, supérieur et inférieur, de la dalle 2.

Ces blocs paraissent avoir été fortement ébranlés lors des précédents désordres et nécessitent de ce fait une attention particulière. Ainsi, s'il était constaté à la suite des travaux d'abattage, un quelconque déplacement de ces éléments, ceux-ci devraient être immédiatement traités.

Compte tenu de sa position au pied de l'écaillé 2, une purge du bloc inférieur risquerait alors de s'avérer délicate et il serait souhaitable de s'orienter vers une opération de confortement par boulonnage.

Dans cette éventualité, un prédimensionnement de principe a été effectué, de manière à obtenir un coefficient de sécurité à la rupture de 1,3 en négligeant tout ancrage latéral.

• Paramètres de calcul :

Boulons de type HA Fe 40, <fr = 32 mm, offrant une résistance au cisaillement d'environ 11 tonnes.

Masse du bloc = 275 t.

• Bilan des efforts

F„ = 238 t FR = 115 t

• Nombre d'inclusions :

n = 1,3 FM-FR/11 = 18, soit un maillage de 2,00 m x 2,00 m

A titre indicatif, un calcul similaire effectué en supposant une dégradation rapide et complète de l'ancrage latéral de l'ensemble de l'écaillé 2, conduit à une densité d'inclusions de 1 boulon <t> 32 HA Fe 40 tous les 1,40 m x 1,40 m.

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5.4 - Phasage d'exécution des travaux

Le programme d'exécution proposé se décompose donc comme suit

Tâche a - Mise en place du dispositif d'auscultation.

Tâche b - Travaux de purge

Tâche c - Examen de l'incidence des tirs sur la stabilité du massif, en cours et à l'issue des travaux

Tâche d - Suivi annuel 3 séries mesures/an durant 2 ans, puis réajustage de la périodicité des mesures. En cas d'évolution, intervention d'un géologue.

Prise de décision sur la nécessité de réalisation de travaux de confortement annexes

5.5 - Estimation sommaire du montant des travaux

Désignation des travaux

Purge :

• Amenée-repliement du matériel, y compris héliportage

• Abattage • Purge manuelle de finition

Mise en place des repères

• 2 journées d'équipe

Maîtrise d'oeuvre

. divers, imprévus

Suivi annuel :

Total hors taxes

Unité

forfait m3

forfait

j

forfait

Q

1 270 1

2

1

P.U.

40.000 400

20.000

4.500

20.000

Total

40.000 F 108.000 F 20.000 F

9.000 F

20.000 F

13.000 F

210.000 F

• 4 interventions/an, dont 1 examen d'ensemble du site par un géologue. Mission d'assistance du géologue, par intervention : H.T 4.800 F

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6 - CONCLUSIONS

A l'issue de cette étude, effectuée par le BRGM pour le compte de la Mairie de Bourg-Saint-Maurice, il apparaît que la stabilisation de la partie médiane de la falaise de la Grande-Séloge nécessite la réalisation d'une purge minimale affectant l'ensemble de la partie surplombante de la dalle 1.

Indépendamment de tout problème de déstabilisation et vidange éventuelle de blocs lors des tirs d'abattage, cette mesure a été considérée comme suffisante pour assurer l'équilibre d'ensemble du massif, compte tenu de l'état actuel de la fissuration.

Toutefois, le degré de stabilité réel des écailles reste difficile à apprécier ainsi que, et surtout, son évolution dans le temps.

Compte tenu des faibles valeurs minimales de Fs mises en évidence lors de l'analyse de stabilité, un suivi du comportement du massif intégrant au moins un cycle complet gel-dégel, s'avère donc indispensable.

Un dispositif d'auscultation, constitué de barres scellées, a été défini à cet effet.

L'exploitation de ce dispositif de mesures permettra

- de vérifier l'efficacité du traitement effectué ;

- de déceler une éventuelle détérioration de l'équilibre du massif ;

- d'engager, le cas échéant, des travaux de stabilisation complémentaires non justifiés en l'état actuel.

A n n e x e I

PLAN DE SITUATION GENERALE DU SITE

CARTE DE SITUATIONECHELLE 1/25 000

FIG.l

A n n e x e II

CLICHES PHOTOGRAPHIQUES

Versant rive droite du torrent des Glaciers

Vue générale de la falaise de la Gd-eSélogeVue latérale vers le N.B. avec

ecoille décollée

vers LesChap/eux

Barrage de Sèioge

1Vue de face de l'écaille 1 imbriquée dons Z

Vue de face de / 'ensemble 1, z et 3

A n n e x e III

VUE EN ELEVATION

A n n e x e IV

VUES DE PROFIL