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Apport d’une base de données d’éboulements rocheux obtenue par scanner laser dans la caractérisation des conditions de rupture et processus associés

  • Julie D’AmatoEmail author
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Abstract

Using laser scanner data, an exhaustive rockfall database has been established for a rockwall located near the town of Grenoble (France). The study site is a long double cliff, on the eastern border of the Chartreuse Massif. The two cliffs consist respectively of thinly bedded and massive limestone, which show different structures, morphologies and rockfall activities. The 3D point clouds obtained by laser scanner allow to detect and model the fallen compartments in 3D. Information about cliff surface, and localization, dimensions, failure mechanism for each compartment were obtained and analyzed in order to characterize the morphological evolutions of the cliffs. It appears that the morphology and the slope of the lower cliff is related to fracturing and torrential erosion which occurs in the marls below the cliff, showing a rockfall frequency 22 times higher than for the upper cliff. These results show that the erosion process in the lower cliff is in a transient state, whereas it could be in a steady state in the upper cliff. Rockfalls have been dated by a near-continuous photographic survey (1 photo each 10 mn) and a monthly survey during 2.5 years. The analysis of the two data bases shows that the rockfall frequency is 7 times higher during freeze-thaw episodes than without meteorological event, and 4.5 times higher during rainfall episodes. Moreover, it becomes 26 times higher when the mean rainfall intensity is higher than 5 mm/h. Based on these results, a 3-level hazard scale has been proposed for hazard prediction.

Keywords

Rockfalls Laser scanner Cliff morphology Frequency Meteorological factors 

Mots clés

Eboulements rocheux Scanner laser Morphologie de falaise Fréquences Facteurs météorologiques 

Notes

Remerciements

L’auteure remercie Didier Hantz, Armand Mariscal et Laurent Baillet de l’Institut des Sciences de la Terre de Grenoble pour leur collaboration dans ce travail, ainsi qu’Antoine Guerin et Michel Jaboyedoff de l’Université de Lausanne (Suisse). L’auteure, Julie D’Amato, a reçu le Prix Jean Goguel 2016 décerné par le Comité Français de Géologie de l’Ingénieur et de l’Environnement pour ce travail.

References

  1. Abellan A, Oppikofer T, Jaboyedoff M, Rosser NJ, Lim M, Lato MJ (2014) Terrestrial laser scanning of rock slope instabilities. Earth Surf Proc Land 39:80–97CrossRefGoogle Scholar
  2. Barfety J, Bordet P, Debelmas J, Gidon M (2000) Notice de la carte géologique de Domène au 1/50000ème. BRGMGoogle Scholar
  3. Bertrand-Krajewski JL (2007) Cours d’hydrologie urbaine. Partie 2: la pluieGoogle Scholar
  4. Bost M (2008) Altération par le gel des massifs rocheux: Etude expérimentale et modélisation des mécanismes de génération des contraintes dans les fissures. Ph.D Ecole Nationale des Ponts et ChausséesGoogle Scholar
  5. Brunetti M, Rossi M, Guzzetti F (2009) Probability distributions of landslides volumes. Nonlinear Proc Geophys 16:179–188CrossRefGoogle Scholar
  6. Cappa F (2006) Rôle des fluides dans le comportement hydromécanique des roches fracturées hétérogènes: caractérisation in situ et modélisation numérique. Bull Eng Geol Environ 65:321–337CrossRefGoogle Scholar
  7. Chardon M (1987) Excursion géographique: la Chartreuse. Rev de Géogr Alp 75(4):315–351CrossRefGoogle Scholar
  8. D’Amato J (2015) Apport d’une base de données d’éboulements rocheux obtenue par scanner laser dans la caractérisation des conditions de rupture et processus associés. Ph.D Université de Grenoble AlpesGoogle Scholar
  9. D’Amato J, Hantz D, Guerin A, Jaboyedoff M, Baillet L, Mariscal A (2016) Influence of meteorological factors on rockfall occurrence in a middle mountain limestone cliff. Nat Hazard Earth Sys 16:719–735CrossRefGoogle Scholar
  10. Davidson G, Nye J (1985) A photoelastic study of ice pressure in rock cracks. Cold Reg Sci Technol 11:141–153CrossRefGoogle Scholar
  11. Davies MC, Hamza O, Harris C (2001) The effect of rise in mean annual temperature on the stability of rock slopes containing ice-filled discontinuities. Permafr Periglac 12:137–144CrossRefGoogle Scholar
  12. Fiorio B, Meyssonnier J, Boulon M (2002) Experimental study of the friction of ice over concrete under simplified ice-structure interaction conditions. Can J Civil Eng 29:347–359CrossRefGoogle Scholar
  13. Frayssines M (2005) Contribution à l’évaluation de l’aléa éboulement rocheux (rupture). Ph.D Université Joseph Fourier—Grenoble 1Google Scholar
  14. Freydoz J, Lucas G, Perriaux J (1974) Quelques aspects sédimentologiques du Malm et du Berriasien du Massif de la Grande-Chartreuse (Alpes françaises septentrionales). Géol Alp 50:71–74Google Scholar
  15. Gidon M (1966) Sur la tectonique de l’élément chartreux oriental au Sud-Est de Saint-Pierre-de-Chartreuse (Isère). Géol Alp 42:117–125Google Scholar
  16. Grenoble Alpes Métropole (2016) http://www.lametro.fr/511-scot-2010-2030.htm
  17. Gros-Bonnivard B (2004) Interrelation entre milieux naturels montagnards, périurbanisation et risques : typologie des bassins versants torrentiels, de la bordure orientale du massif de Chartreuse. Mémoire de DEA, Université Joseph FourierGoogle Scholar
  18. Guerin A, Hantz D, Rossetti JP, Jaboyedoff M (2014) Estimating rockfall frequency in a mountain limestone cliff using terrestrial laser scanner. Nat Hazard Earth Sys Discuss 2:123–135CrossRefGoogle Scholar
  19. Günzel F, Davies MC (2006) Influence of warming permafrost on the stability of ice filled rock joints. In: Physical Modelling in Geotechnics, 6th ICPMG, London, Zhang & WangGoogle Scholar
  20. Hantz D (2011) Quantitative assessment of diffuse rockfall hazard along a cliff foot. Nat Hazard Earth Syst 11:1303–1309CrossRefGoogle Scholar
  21. Jaboyedoff M, Locat P, Couture R (2009) Structural analysis of Turtle Mountain (Alberta) using digital elevation model: toward a progressive failure. Geomorphology 103:5–16CrossRefGoogle Scholar
  22. Lliboutry L (1975) Traité de Glaciologie. Ed. Masson ParisGoogle Scholar
  23. MELTT (1997) Ministère de l’Equipement, du Logement, des Transports et du Tourisme : Tangentielle Est-Ouest Agglomération Grenobloise. Etude de génie civil et d’environnement des tunnels et tranchées. Phase 1: analyse des problèmes et de la situation actuelle, GrenobleGoogle Scholar
  24. Montagnat M, Weiss J, Cinquin-Lapierre B, Labory P, Moreau L, Damilano F, Lavigne D (2010) Waterfall ice: formation, structure and evolution. J Glaciol 56(196):225–234CrossRefGoogle Scholar
  25. Rolland R (1954) Le plissement par gravité et son application pour expliquer le contact Grésivaudan—rebord oriental de la ChartreuseGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2017

Authors and Affiliations

  1. 1.University of Grenoble Alpes, ISTerre38041France

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