Grandes ruptures de versants rocheux dans la vallée de Chamonix : Origine et évolution

Durée du stage et dates : 5 mois, printemps 2021

Contexte du stage :
Ce stage s’inscrit dans le cadre du projet de recherche GRAVE financé par l’Université Savoie Mont Blanc et soutenu par la communauté de communes de la vallée de Chamonix. Ce projet a pour but de mieux connaître les risques liés aux GRAndes ruptures de VErsants rocheux dans la vallée de Chamonix afin de pouvoir mieux s’en prémunir. Les ruptures de versants rocheux correspondent à des instabilités gravitaires de grande ampleur dont la mise en mouvement ou la réactivation sont liés à de multiples facteurs (séismes, précipitations, décompression lors de la fonte des glaciers, etc.). Nous avons mis récemment en évidence une telle rupture gravitaire d’ampleur kilométrique dans le massif des Aiguilles Rouges et il manque encore de nombreuses informations pour cerner le risque associé à une telle rupture.

Objectif de stage :
On se propose de préciser les éléments chronologiques – initiation, évolution du déplacement au cours du temps – sur la cicatrice située au sommet de la rupture en utilisant la méthode des isotopes cosmogéniques (10Be), une méthode déjà utilisée sur ce type de structures (Bigot-Cormier et al., 2005 ; Schwartz et al., 2017).
En effet, les isotopes cosmogéniques sont formés par des réactions principalement de spallation à la surface de la Terre sous l’effet du rayonnement cosmique et leur concentration augmente avec le temps d’exposition. Or, l’histoire de l’exposition de la cicatrice amont de la rupture est la suivante : d’abord une période initiale sans production d’isotopes cosmogéniques car la rupture est enfouie en profondeur, puis une mise à l’air libre lors de l’évènement gravitaire. La partie la plus en amont de la cicatrice est exposée au rayonnement depuis l’initiation du glissement, la partie la plus basse seulement lors des derniers mouvements. Ainsi, la mesure de la concentration en isotopes fournira les éléments sur la chronologie de la structure.
Des profils seront réalisés là où les conditions sont les plus adaptées (escarpement de la cicatrice le plus haut, et le moins affecté par l’érosion.
De plus, les anciens polis glaciaires décalée par les cicatrices amonts et ceux situés plus à l’aval seront datés. Ceci permettra A) de mieux contraindre l’héritage en isotopes cosmogéniques ; B) d’estimer une vitesse minimale de glissement et C) de préciser le timing de la déglaciation, possiblement à l’origine de l’initiation de la rupture.

Enfin, afin de pouvoir quantifier les déplacements des compartiments rocheux au voisinage de la grande rupture de surface, il est nécessaire d’acquérir un MNT de plus haute résolution que ceux actuellement disponibles. Pour cela, nous utiliserons, deux approches :
1) un MNT LiDAR, dont la résolution actuelle est métrique, a déjà réalisé. L’analyse des données brutes du Lidar montre cependant que plus de 50 points de mesures ont été acquis au m2 dans la zone étudiée, ce qui permettrait théoriquement d’obtenir un MNT fiable avec une résolution de 25 cm. Pour cela, un retraitement sera réalisé.
2) les méthodes stéréo-photographiques permettent de construire des modèles 3D de la surface sur des zones de quelques hectares et au relief peu/pas accessible. Un millier d’images acquises à partir d’un vol l’hélicoptère seront traitées, ceci avec les logiciels de photogrammétrie disponibles à ISTerre : Pix4D et Agisoft Photoscan.

La valorisation du travail du stage sera fait par un rapport M2 et par une rédaction possible d’un article sur ce sujet (selon les résultats et des capacités du candidat).

Références :
Bigot-Cormier et al. (2005). Chronological constraints on processes leading to large active landslides. Earth and Planetary Science Letters, 235 : 141–150.
Swartz S. et al. (2017). Cosmic ray exposure dating on the large landslide of Séchilienne (Western Alps) : A synthesis to constrain slope evolution. Geomorphology, 278 : 329-344.