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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






12

¾ Méthodes

12






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

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• Falaises formées par de l’orthogneiss et diorite




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• Enclave de micaschiste




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• 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




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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


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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


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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


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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


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¾ 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

¾ Détermination des processus impliqués

Encoches

Sous-cavage

Masses glissées

Cicatrice d’arrachement

30 cm


• 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


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Fracture d’appel au vide

Sous-cavage

Chute de blocs Type 1 (surplomb) N

1 m


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Chute de blocs Type 2 (roche fracturée) N

S N


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Chute de blocs Type 3 (fauchage) N

N S


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Eboulisation N

W E

1 m


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¾ Typologie et représentativité des mouvements de terrain

N

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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 !

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