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Les glissements de terrain provoqués par les tremblements de terre représentent l'un des risques secondaires les plus dévastateurs associés aux événements sismiques, causant des dommages considérables aux collectivités, aux infrastructures et aux milieux naturels dans le monde entier. Ces catastrophes géologiques se caractérisent par leur grande quantité et leur ampleur, leur large répartition, leurs mécanismes complexes, qui entraînent de graves pertes en vies humaines et des pertes économiques et des effets prolongés après les tremblements de terre.

L'activité sismique continue de menacer les régions peuplées à l'échelle mondiale, l'intégration de techniques avancées d'investigation géotechnique, de modélisation informatique et de méthodes d'évaluation des risques étant devenue de plus en plus critique.

Comprendre les mécanismes de glissement de terrain induits par le tremblement de terre

Contrairement aux glissements de terrain provoqués par les précipitations qui se développent progressivement, les glissements de terrain provoqués par les tremblements de terre peuvent survenir soudainement pendant ou immédiatement après les tremblements de terre, laissant peu de temps pour l'alerte ou l'évacuation.

Facteurs de contrôle de la susceptibilité des glissements de terrain

La sensibilité des pentes à la rupture induite par le séisme est régie par de multiples facteurs interdépendants. La géométrie des pentes joue un rôle fondamental, les pentes plus raides montrant généralement une plus grande vulnérabilité aux secousses sismiques. L'angle d'inclinaison, la hauteur de la pente et la morphologie globale déterminent les forces gravitationnelles agissant sur la masse du sol et influencent la propagation des ondes sismiques à travers la pente.

La composition et la stratification du sol affectent de façon significative le potentiel de glissement de terrain. Différents types de sol réagissent différemment à la charge sismique: les sols cohésifs comme les argiles se comportent différemment des matériaux granulaires comme les sables et les graviers. Les paramètres les plus sensibles qui influent sur le facteur de sécurité sont les paramètres de résistance du sol, y compris l'angle de frottement interne et la cohésion, suivis par l'angle de pente, le poids unitaire du sol, la fréquence et l'amplitude des vagues ascendantes.

L'intensité sismique et les caractéristiques du mouvement du sol sont également importantes. L'ampleur du tremblement de terre, la distance par rapport à l'épicentre, la durée des tremblements de terre et la fréquence des ondes sismiques influencent la probabilité et l'étendue des défaillances de pente.

Les conditions d'eau souterraine peuvent considérablement modifier la stabilité des pentes lors des tremblements de terre. Les sols saturés sont plus sensibles à la liquéfaction et à la perte de force lors des tremblements de terre. L'excitation sismique peut modifier les propriétés dynamiques des sols, ce qui peut générer une pression interstitielle pendant les tremblements de terre, ce qui, à son tour, fera en sorte que l'état du sol sera presque défaillant avec un facteur de sécurité en pente sensiblement réduit, et l'exposition subséquente à la pente à des conditions humides en raison des précipitations intensifiera la tendance à la baisse de la stabilité.

Types de glissements de terrain induits par le tremblement de terre

Les glissements de terrain perturbés, y compris les chutes de roches, les glissements de roches et les glissements de sol, sont parmi les types les plus courants déclenchés par les phénomènes sismiques. Ces défaillances se produisent généralement sur des terrains abrupts et impliquent le mouvement rapide de la pente descendante de matériaux fragmentés.

Les glissements de terrain cohérents maintiennent leur structure interne pendant le mouvement et comprennent des effondrements de roches et des glissements de blocs. Ces défaillances se produisent souvent le long de discontinuités géologiques bien définies ou de couches faibles et peuvent impliquer des volumes massifs de matériaux se déplaçant comme des blocs relativement intacts.

Les spreads latéraux représentent un type particulièrement dangereux de rupture du sol induite par les tremblements de terre, se produisant principalement dans des terrains en pente douce sous-planchés par des sols liquéfiables.

Les glissements de terrain de type flux, y compris les flux de débris et de boue, peuvent être déclenchés par des tremblements de terre dans des zones où les sols sont saturés ou partiellement saturés. Ces défaillances très mobiles peuvent parcourir de longues distances par rapport à leurs sources, ce qui menace les communautés situées loin de la zone de défaillance initiale.

Le rôle critique des données géotechniques

Les données géotechniques constituent le fondement empirique sur lequel reposent les évaluations des risques de glissements de terrain induites par les tremblements de terre, qui englobent une vaste gamme d'informations sur les conditions sous-jacentes, les propriétés du sol et des roches et les caractéristiques propres au site qui influent sur le comportement des pentes durant les événements sismiques.

Paramètres géotechniques essentiels

La cohésion représente la liaison inhérente entre les particules du sol, tandis que l'angle de frottement interne décrit la résistance au glissement le long des contacts avec les particules. Ces paramètres sont généralement déterminés par des essais en laboratoire d'échantillons de sol non perturbés au moyen d'essais de compression triaxiale ou d'essais de cisaillement direct. L'enveloppe de résistance définie par ces paramètres détermine la résistance du sol à la rupture sous contraintes appliquées.

La densité du sol et le poids unitaire influencent à la fois les forces motrices gravitationnelles et les forces d'inertie générées par les tremblements de terre. Les sols à densité plus élevée subissent des forces sismiques plus importantes mais peuvent aussi posséder une plus grande force.

La perméabilité et la conductivité hydraulique contrôlent la façon dont l'eau traverse les masses de sol et de roche.Ces propriétés sont essentielles pour comprendre le développement de la pression interstitielle pendant les tremblements de terre et le potentiel de liquéfaction dans les sols saturés.

Les caractéristiques de rigidité et de déformation du sol, quantifiées par des paramètres tels que le module de cisaillement et le module de Young, déterminent la réaction du sol à la charge dynamique.Ces propriétés régissent la propagation des ondes sismiques à travers le sol et l'ampleur des déformations qui se produisent pendant les tremblements.

Les caractéristiques de plasticité, y compris la limite de liquide et la limite de plastique, fournissent des informations sur le comportement des sols à grains fins.Ces propriétés de l'indice aident à classer les sols et à prédire leur sensibilité à la perte de force pendant la charge cyclique.

Information géologique et structurelle

Au-delà des propriétés fondamentales du sol, les données géologiques fournissent un contexte pour comprendre la susceptibilité des glissements de terrain. La lithologie, ou type de roche, influence les patrons d'altération, les caractéristiques de résistance et les mécanismes de défaillance.

La structure géologique, y compris l'orientation des plans de litière, des articulations, des failles et de la foliation, peut créer des plans de faiblesse le long desquels le glissement peut se produire de préférence. La relation entre l'orientation de la pente et la structure géologique est particulièrement importante – les pentes qui s'enfoncent dans la même direction que les plans de litière (pentes de dip) sont généralement plus susceptibles à la défaillance que celles qui ont des orientations opposées.

Les endroits où se trouvent les tremblements de terre à la jonction en Y des failles tectoniques principales se traduisent par des masses de roches et de sols relativement fracturées, ce qui rend ces zones sujettes à des glissements de terrain.

Les masses rocheuses fortement ou fortement fracturées se comportent plus comme le sol et sont plus sensibles aux défaillances causées par les tremblements de terre. Les systèmes de classification de la masse rocheuse tels que le Cote de masse rocheuse (RMR) ou l'indice de résistance géologique (ISG) fournissent des méthodes normalisées pour caractériser ces conditions.

Techniques d'enquête géotechnique sur les sites

Des études géotechniques exhaustives sont essentielles pour recueillir les données nécessaires à l'évaluation des risques de glissement de terrain induits par les tremblements de terre, qui combinent généralement l'exploration sur le terrain, les essais in situ et l'analyse en laboratoire pour comprendre complètement les conditions de la subsurface.

Méthodes d'exploration sur le terrain

Le forage au trou représente la méthode la plus courante pour l'exploration au fond. Diverses techniques de forage sont utilisées en fonction des conditions du sol et de la roche, y compris le forage rotatif, le forage à percussion et le forage auger à tige creuse.

Les fosses d'essai et les tranchées permettent un accès direct aux matériaux peu profonds de la sous-sol, ce qui permet d'examiner en détail la structure du sol, la stratification et les discontinuités.

Les levés géophysiques offrent des méthodes non invasives pour caractériser les conditions subsurfaces sur de grandes surfaces. Les levés sismiques de réfraction et de réflexion mesurent la vitesse des ondes sismiques à travers différents matériaux, fournissant des informations sur les limites des couches et la rigidité des matériaux.

Procédures d'essai in situ

Les tests de pénétration standard (SPT) sont largement utilisés pour évaluer la densité et la résistance du sol. L'essai consiste à pousser un échantillonneur standard dans le sol et à compter le nombre de coups requis pour obtenir une pénétration spécifiée. La valeur N résultante est corrélée avec la densité, la résistance et la résistance à la liquéfaction du sol.

Les tests de pénétration des cônes (CPT) fournissent des profils continus de résistance au sol avec profondeur. Une sonde en forme de cône est poussée au sol à une vitesse constante tout en mesurant la résistance à l'extrémité, le frottement des manches et la pression interstitielle. Les données CPT peuvent être utilisées pour classer les sols, estimer les paramètres de résistance et évaluer le potentiel de liquéfaction.

Les essais de pressionmètre mesurent le comportement de contrainte-souche in situ des sols et des roches en élargissant une sonde cylindrique dans un forage. Ces essais permettent de mesurer directement la rigidité et les paramètres de résistance du sol dans des conditions de contrainte réalistes.

Des essais de cisaillement à fourreaux sont utilisés pour mesurer la résistance au cisaillement non drainée des sols cohésifs à moyennement à moyennement rigide. Une vane à quatre brins est insérée dans le sol et tournée pour déterminer le couple nécessaire pour causer une défaillance.

Programmes d'essais en laboratoire

Les essais en laboratoire d'échantillons de sol et de roche fournissent des renseignements détaillés sur les propriétés des matériaux dans des conditions contrôlées. Les essais de propriétés de l'indice, y compris la distribution de la taille des grains, les limites d'Atterberg, la teneur en humidité et la gravité spécifique, sont effectués pour classer les sols et établir les caractéristiques de base.

Les essais de compression triaxiale ont permis de soumettre les échantillons de sol cylindrique à des conditions de contrainte contrôlées, permettant de mesurer les paramètres de résistance dans des conditions drainées ou non drainées. Les essais de cisaillement direct mesurent la résistance au cisaillement sur un plan de défaillance prédéterminé et sont particulièrement utiles pour évaluer la résistance le long de discontinuités ou de couches faibles.

Les essais de consolidation mesurent la compressibilité et les caractéristiques de peuplement des sols en fonction du temps, mais ils sont surtout utilisés pour l'analyse de l'établissement, mais les résultats des essais de consolidation permettent de connaître la structure du sol et l'historique des contraintes qui sont pertinentes pour l'évaluation de la stabilité des pentes.

Les essais triaxiaux cycliques appliquent des cycles de contrainte répétés aux échantillons du sol, mesurant l'accumulation de pression interstitielle et la dégradation de la rigidité et de la résistance. Les essais par colonne résonante mesurent le module de cisaillement dynamique et les caractéristiques d'amortissement à de faibles niveaux de déformation. Ces essais spécialisés sont essentiels pour comprendre la réponse du sol aux charges sismiques et calibrer les modèles numériques.

Méthodes d'estimation des risques de glissement de terrain induits par le tremblement de terre

Plusieurs méthodes analytiques ont été élaborées pour estimer les risques de glissement de terrain induits par les tremblements de terre, chacune présentant des avantages, des limites et des besoins en données distincts.

Analyse Pseudo-statique

L'analyse Pseudostatique a été la méthode la plus ancienne et a simplement consisté à ajouter une force corporelle permanente représentant le tremblement de terre à une analyse statique de l'équilibre-limite. Dans cette approche, les forces sismiques sont représentées par des accélérations horizontales et verticales constantes appliquées à la masse du sol. Le coefficient sismique, généralement exprimé en fraction de l'accélération gravitationnelle, est choisi en fonction de l'intensité attendue du tremblement de terre.

La méthode pseudo-statique calcule un facteur de sécurité qui tient compte des forces gravitationnelles et sismiques. Bien que calculalement simple et largement comprise, cette approche a des limites importantes. Elle ne tient pas compte de la nature transitoire des tremblements de terre, de la fréquence du mouvement du sol ou de la réponse dynamique de la pente. Le facteur de sécurité est un indicateur utilisé pour étudier l'état de stabilité des pentes du sol, égal aux forces qui résistent au mouvement de la pente sur celles qui conduisent le mouvement, et est généralement pris égal ou supérieur à 1,5 pour assurer que la pente sera stable en toute sécurité.

Malgré ses limites, l'analyse pseudostatique demeure utile pour les évaluations préliminaires et les évaluations de dépistage, ce qui permet d'estimer avec prudence la stabilité sismique et nécessite des données d'entrée relativement limitées par rapport à des méthodes plus sophistiquées.

Analyse des blocs de glissement de Newmark

En 1965, Newmark a développé une méthode qui permet de combler efficacement l'écart entre l'analyse pseudostatique et l'analyse de déformation par contrainte. La méthode Newmark traite une masse potentielle de glissement de terrain comme un bloc rigide reposant sur un plan incliné.

L'accélération du rendement est calculée en fonction de la géométrie de la pente et des paramètres de résistance du sol. En comparant l'historique chronologique des accélérations induites par le séisme à l'accélération du rendement, la méthode calcule le déplacement permanent cumulatif.

L'approche calcule les déplacements sismiques de glissements de terrain en utilisant une approche par blocs coulissants tout en tenant compte des incertitudes dans les variables d'entrée et les modèles de déplacement en utilisant un arbre logique. De nombreuses relations empiriques ont été développées pour estimer le déplacement de Newmark en fonction de l'accélération du rendement, de l'amplitude du tremblement de terre et de la distance par rapport à la source sismique, ce qui permet des évaluations rapides à l'échelle régionale.

La méthode des blocs coulissants a pris une importance croissante dans le zonage des risques de glissements de terrain sismiques et a été recommandée par le Comité technique de l'ingénierie géotechnique du séisme comme outil efficace pour une évaluation robuste.

Méthodes d'équilibre limite

Les méthodes d'équilibre limite étudient l'équilibre d'une masse de sol tendant à glisser sous l'influence de la gravité, avec un mouvement translationnel ou rotationnel considéré sur une surface de glissement potentielle supposée ou connue sous la masse du sol ou de la roche. Ces méthodes calculent un facteur de sécurité en comparant les forces ou les moments résistants aux forces motrices ou aux moments le long des surfaces de rupture potentielles.

La méthode des tranches est la technique d'équilibre limite la plus utilisée pour l'analyse de stabilité de pente. La masse coulissante potentielle est divisée en tranches verticales, et des équations d'équilibre sont formulées pour chaque tranche. Différentes méthodes font des hypothèses variables sur les forces inter-slices, conduisant à différentes formulations.

Pour l'analyse sismique, on peut adapter les méthodes d'équilibre limite pour inclure les forces sismiques en utilisant des accélérations pseudo-statiques ou des approches dynamiques plus sophistiquées. La surface de défaillance critique, la surface ayant le plus faible facteur de sécurité, est généralement identifiée par des procédures de recherche itératives qui examinent de nombreuses géométries de défaillance potentielles.

Les principaux objectifs de l'analyse de stabilité des pentes sont de trouver des zones menacées, d'étudier les mécanismes de défaillance potentiels, de déterminer la sensibilité des pentes aux différents mécanismes de déclenchement, de concevoir des pentes optimales en matière de sécurité, de fiabilité et d'économie, et de concevoir des mesures correctives possibles telles que les barrières et la stabilisation.

Approches de modélisation numérique

L'analyse de la déformation du stress a impliqué une modélisation beaucoup plus complexe des pentes à l'aide d'un maillage dans lequel les contraintes internes et les contraintes à l'intérieur des éléments sont calculées sur la base des charges externes appliquées, y compris la gravité et les charges sismiques, fournissant le modèle le plus réaliste de comportement de pente, mais il est très complexe et nécessite une densité élevée de données de haute qualité sur la propriété du sol ainsi qu'un modèle précis de comportement du sol.

L'analyse des éléments finis (FEA) distrete la pente en un maillage d'éléments, chacun avec des propriétés matérielles définies et un comportement constitutif. La méthode résout les équations d'équilibre pour l'ensemble du maillage, calculant les contraintes, les déformations et les déplacements sur toute la pente.

Les méthodes de différence de finite, mises en œuvre dans des logiciels tels que FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua), utilisent un schéma explicite de pas de temps pour résoudre les équations de mouvement. Ces méthodes sont particulièrement adaptées pour les problèmes impliquant de grandes déformations et le comportement complexe des matériaux, y compris la plasticité du sol et l'adoucissement des déformations.

Les méthodes des éléments distincts modélisent le sol et la roche en assemblages de particules ou de blocs discrets qui peuvent séparer, glisser et tourner. Ces méthodes sont particulièrement appropriées pour analyser les masses de roches articulées et les matériaux granulaires où domine le comportement discontinu.

Les modèles de constitution avancés intégrés dans les analyses numériques peuvent capter le comportement complexe du sol, y compris la mobilité cyclique, la liquéfaction et la défaillance progressive.

Méthodes probabilistes et statistiques

L'analyse probabiliste de la stabilité des pentes s'est révélée efficace pour évaluer l'impact de l'incertitude et de la variabilité des propriétés du sol, qui tiennent compte explicitement des incertitudes liées aux paramètres géotechniques, aux caractéristiques des tremblements de terre et aux hypothèses du modèle, et fournissent des estimations du risque en termes probabilistes plutôt que des facteurs déterministes de sécurité.

La simulation Monte Carlo génère de nombreuses réalisations de calculs de stabilité de pente, chacun utilisant des paramètres d'entrée échantillonnés au hasard tirés de distributions de probabilités spécifiées. Les résultats sont compilés en distributions de probabilités de facteur de sécurité ou de déplacement, permettant de calculer la probabilité de défaillance et les intervalles de confiance.

Lors de l'étude de la stabilité des pentes, il est essentiel de considérer la structure de dépendance entre les paramètres du sol, et la fonction Copula peut être introduite pour représenter la structure de dépendance entre la cohésion du sol et l'angle de friction interne.

Les méthodes de fiabilité de premier ordre (FORM) et de fiabilité de deuxième ordre (SORM) offrent des solutions de rechange efficaces pour calculer les probabilités de défaillance, qui sont approximatives de la surface de l'état limite et calculent des indices de fiabilité qui quantifient la probabilité de défaillance.

La théorie aléatoire du champ étend l'analyse probabiliste pour tenir compte de la variabilité spatiale des propriétés du sol. Plutôt que de traiter chaque paramètre comme une variable aléatoire unique, les champs aléatoires représentent des propriétés qui varient continuellement dans l'espace avec des structures de corrélation définies.

Apprentissage automatique et applications de l'intelligence artificielle

Les récentes avancées dans l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle ont ouvert de nouvelles possibilités d'évaluation des risques de glissements de terrain induits par les tremblements de terre. Les méthodes d'évaluation des risques de glissements de terrain cosismiques comprennent les méthodes d'apprentissage automatique et la méthode Newmark basée sur le mécanisme mécanique.

Techniques d'apprentissage supervisées

La régression logistique a été largement appliquée à la cartographie de la susceptibilité des glissements de terrain. Un processus de hiérarchie analytique mélangé à la régression logistique est appliqué pour créer un modèle de susceptibilité des glissements de terrain basé sur le terrain, la géologie, l'hydrologie et les couches de données de couverture terrestre.

Les machines vectorielles de soutien (SVM) classent les pentes comme stables ou instables en fonction des données d'entraînement des événements passés de glissements de terrain. Les SVM peuvent gérer les espaces de caractéristiques haute dimension et les relations non linéaires entre les variables d'entrée et l'occurrence de glissements de terrain.

Les algorithmes forestiers aléatoires construisent de multiples arbres de décision à l'aide d'échantillons de données de formation et de sous-ensembles aléatoires de variables prédictrices. Le modèle FR-LightGBM a marqué une amélioration de 3,5 % de la valeur de l'ASC par rapport aux modèles Convolutional Neural Network et Logistic Regression, avec une applicabilité pratique significativement renforcée par sa capacité à prioriser la lithologie, les défauts et l'aspect comme facteurs cruciaux.

Les réseaux neuronaux artificiels (RAN) peuvent apprendre des relations complexes non linéaires entre les paramètres d'entrée et l'occurrence des glissements de terrain grâce à une formation sur les données historiques.

Intégration avec les méthodes traditionnelles

Les approches les plus efficaces combinent souvent l'apprentissage automatique avec des modèles basés sur la physique. L'apprentissage automatique peut être utilisé pour développer des outils de dépistage rapide qui identifient les domaines à haut risque pour une analyse détaillée à l'aide de méthodes géotechniques traditionnelles.

Les modèles hybrides qui intègrent des composants à la fois axés sur les données et mécanistes tirent parti des forces de chaque approche. Par exemple, l'apprentissage automatique peut prédire des paramètres de déplacement au sol ou des propriétés du sol propres à un site qui servent d'intrants aux calculs de déplacement de Newmark ou aux modèles d'éléments finis.

L'application de l'intelligence artificielle en génie géotechnique représente un développement à la fine pointe de la technologie, avec des recherches en cours sur de nouvelles architectures et des stratégies de formation pour améliorer la précision et la fiabilité des prévisions.

La télédétection et les technologies SIG

Les systèmes d'information géographique (SIG) et les techniques de télédétection ont révolutionné l'ampleur et l'efficacité de l'évaluation des risques de glissements de terrain induite par les tremblements de terre, qui permettent d'analyser de vastes zones géographiques, d'intégrer diverses sources de données et de visualiser les résultats dans des formats utiles à la prise de décisions.

Imagerie par satellite et par satellite

La base de données de glissements de terrain cosmiques repose sur l'interprétation visuelle des images satellitaires prises avant et après le tremblement de terre, les images post-séisme étant des images Planètes avec une résolution de 3 m. L'imagerie optique à haute résolution permet d'identifier et de cartographier rapidement les glissements de terrain sur de grandes zones à la suite des séismes.

Les images multispectrales et hyperspectrales capturent l'information sur plusieurs bandes de longueurs d'onde, permettant d'identifier le stress de la végétation, les variations d'humidité du sol et les différences lithologiques qui influent sur la susceptibilité des glissements de terrain.

Le radar d'ouverture synthétique (SAR) permet d'imagerier tous les temps et de détecter la déformation du sol par traitement interférométrique. Le radar d'ouverture interférométrique (SAR interférométrique) mesure les déplacements de surface à l'échelle du millimètre, permettant d'identifier les glissements de terrain lents et les déformations précurseurs avant une défaillance catastrophique.

LiDAR (Light Detection and Ranging) génère des modèles numériques d'élévation à haute résolution qui révèlent des caractéristiques topographiques subtiles et une morphologie des glissements de terrain.

Modèles d'élévation numérique et analyse des terrains

Les modèles numériques d'élévation (DEM) servent d'intrants fondamentaux pour la cartographie de la sensibilité aux glissements de terrain et l'évaluation des dangers. Les DEM permettent de calculer l'angle de pente, l'aspect, la courbure et d'autres paramètres topographiques qui influent sur la stabilité de la pente.

Les algorithmes d'analyse des terrains extraient des caractéristiques géomorphiques telles que les réseaux de drainage, les lignes de crête et les unités de pente des MDE, qui fournissent un contexte pour comprendre les schémas de distribution des glissements de terrain et identifier les zones ayant des caractéristiques géomorphiques semblables.

La cartographie des unités de glissement de terrain divise le terrain en unités hydrologiques et topographiques distinctes qui représentent les compartiments naturels des glissements de terrain. L'exhaustivité des inventaires, l'unité de cartographie utilisée pour classer la susceptibilité des glissements de terrain et l'équilibre d'échantillonnage entre les inventaires sont des facteurs principaux qui déterminent la fiabilité des cartes de susceptibilité des glissements de terrain.

Analyse spatiale fondée sur les SIG

Les plates-formes SIG intègrent divers ensembles de données spatiales, notamment la géologie, les cartes des sols, l'utilisation des terres, les infrastructures et les zones de risque sismique.

Les méthodes pondérées de recouvrement attribuent des valeurs d'importance à différents facteurs et les combinent pour produire des cartes de sensibilité. Des approches plus sophistiquées utilisent le SIG comme cadre pour l'exécution de modèles numériques complexes dans de grandes zones géographiques.

Les capacités d'analyse des réseaux permettent d'évaluer la vulnérabilité de l'infrastructure et l'accessibilité aux interventions d'urgence. En superposant les cartes des risques de glissement de terrain avec les réseaux routiers, les services publics et les centres de population, les planificateurs peuvent identifier les installations critiques à risque et prioriser les investissements d'atténuation.

Intégration de l'évaluation des risques sismiques

La caractérisation précise du risque sismique est essentielle pour estimer les risques de glissement de terrain induits par les tremblements de terre. L'intensité, la teneur en fréquence et la durée des tremblements de terre influencent directement l'ampleur et la répartition spatiale des défaillances de pente.

Analyse sismique probabiliste des risques

L'analyse probabiliste des risques sismiques (ASP) quantifie la probabilité de subir différents niveaux de tremblement de terre à un site au cours de périodes déterminées. Une ASP basée sur la logique d'arbre dans OpenQuake produit des estimations de tremblements de terre spécifiques au site. La méthode tient compte de toutes les sources potentielles de tremblement de terre, de leurs taux de récurrence et des équations de prédiction des mouvements au sol pour calculer les courbes de risque montrant la probabilité annuelle de dépasser divers niveaux de mouvement au sol.

Les résultats de l'ASPS fournissent des intrants essentiels pour l'évaluation des risques de glissement de terrain en définissant la gamme de scénarios de charge sismique qui doivent être pris en considération.

La désagrégation des risques sismiques identifie les scénarios de tremblement de terre (combinaisons de magnitude et de distance) qui contribuent le plus aux risques sur un site.

Sélection et mise à l'échelle des mouvements au sol

Pour l'analyse chronologique de la réponse de la pente, il faut sélectionner des enregistrements appropriés des mouvements au sol par tremblement de terre et les mettre à l'échelle pour correspondre aux spectres de réponse de la cible.

Les critères de sélection tiennent généralement compte de l'ampleur du tremblement de terre, de la distance source-site, des conditions du site et des caractéristiques spectrales.

Les techniques de couplage spectral modifient les mouvements au sol pour correspondre étroitement aux spectres cibles sur une série de périodes, mais il faut veiller à éviter d'introduire des contenus de fréquence irréalistes.

Analyse de la réponse au site

L'analyse de la réponse au site caractérise cette amplification ou cette déamplification, fournissant des estimations du mouvement du sol propres au site pour les calculs de stabilité de la pente.

Des méthodes linéaires équivalentes permettent d'évaluer le comportement non linéaire du sol par l'ajustement itératif du module de cisaillement et l'amortissement en fonction des niveaux de déformation induits. Des méthodes entièrement non linéaires permettent de modéliser directement le comportement contrainte-souche et peuvent capter des phénomènes tels que la liquéfaction et la déformation permanente.

Les analyses bidimensionnelles et tridimensionnelles de la réponse des sites tiennent compte des variations latérales des propriétés du sol et des effets topographiques, et ces analyses plus complexes sont justifiées pour les sites présentant un relief topographique important ou une géométrie complexe de la subsurface où les hypothèses unidimensionnelles sont inadéquates.

Échelles d'évaluation régionales et spécifiques au site

Les évaluations des risques de glissement de terrain dus au tremblement de terre sont effectuées à différentes échelles selon l'application prévue, les ressources disponibles et le niveau de détail requis.

Cartographie des risques à l'échelle régionale

Les évaluations régionales couvrent de vastes zones géographiques, généralement à des échelles de 1:50 000 à 1:250 000, et reposent principalement sur les sources de données existantes et des méthodes d'analyse simplifiées.

Ces évaluations utilisent des données facilement disponibles, notamment des cartes géologiques régionales, des relevés des sols, des modèles numériques d'élévation et des cartes des risques sismiques.

Les cartes régionales des risques servent à de multiples fins, notamment la planification de l'utilisation des terres, la détermination des zones nécessitant des enquêtes détaillées, la planification de la préparation aux situations d'urgence et la sensibilisation du public.

Les systèmes d'infrastructure géographiquement répartis, comme les pipelines, les lignes électriques et les réseaux de transport, sont particulièrement exposés aux glissements de terrain sismiques en raison de leur grande étendue spatiale, et il est nécessaire d'évaluer les caractéristiques des glissements de terrain sismiques à l'échelle régionale et à grande échelle.

Évaluations intermédiaires

Les évaluations à échelle intermédiaire, qui se situent généralement entre 1:10,000 et 1:150 000, fournissent plus de détails que les études régionales tout en couvrant des zones trop vastes pour une enquête approfondie sur un site donné.

La collecte de données pour les études à échelle intermédiaire peut comprendre la reconnaissance ciblée sur le terrain, des études géotechniques limitées à des endroits représentatifs et une analyse détaillée de l'imagerie aérienne et des données LiDAR.

Les cartes de zonage produites à cette échelle délimitent les zones présentant différents niveaux de danger de glissement de terrain, souvent classées comme étant faibles, modérées, élevées et très élevées, et elles servent à déterminer où concentrer les enquêtes détaillées et où mettre en oeuvre des mesures de réduction des risques.

Analyse détaillée du site

Les évaluations spécifiques au site fournissent le plus haut niveau de détail et de précision, appuient la conception finale des installations critiques, l'évaluation des pentes existantes et la quantification détaillée des risques.Ces études couvrent généralement les pentes individuelles ou les petites zones de projet à l'échelle de 1:500 à 1:5,000.

Des études géotechniques complètes caractérisent les conditions subsurfaces par forage, échantillonnage, essais in situ et analyses en laboratoire. Des études sismiques de risques spécifiques au site peuvent être menées pour définir les mouvements de terrain.

Les évaluations spécifiques au site fournissent des estimations quantitatives du facteur de sécurité, du déplacement permanent ou de la probabilité de défaillance qui peuvent être directement comparées aux critères de conception et aux objectifs de rendement.

Élaboration et analyse d'inventaires de glissements de terrain

La préparation des inventaires des glissements de terrain après un événement déclencheur est une procédure fondamentale pour analyser et évaluer les effets du sol dans la zone touchée par un tremblement de terre, et l'évaluation des risques et des risques de glissement de terrain dépend des cartes des inventaires des glissements de terrain.

Techniques de cartographie des inventaires

L'interprétation visuelle des photographies aériennes et de l'imagerie satellitaire demeure la principale méthode de cartographie des inventaires des glissements de terrain. Les interprètes expérimentés identifient les caractéristiques des glissements de terrain en fonction de la morphologie caractéristique, des modèles de végétation, de la perturbation du drainage et des signatures spectrales.

La vérification sur le terrain confirme les interprétations à distance et fournit des données de vérité au sol pour la formation des algorithmes de détection automatisés. La cartographie sur le terrain identifie également les glissements de terrain plus petits en dessous de la résolution de l'imagerie disponible et caractérise les types de glissements de terrain, les matériaux et l'état des activités.

Les techniques de cartographie semi-automatisées et automatisées utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique et de traitement d'images peuvent accélérer le développement des inventaires, en particulier dans les grandes zones touchées par les grands tremblements de terre.

Complèteté et qualité de l'inventaire

La cohérence des cartes d'inventaire dépend de leur qualité. Les facteurs qui influent sur l'exhaustivité des inventaires comprennent la résolution des images, le moment où l'acquisition d'images se produit par rapport à l'événement déclencheur, la couverture végétale et l'expérience des cartographes.

Les méthodes d'évaluation de la qualité comparent les inventaires préparés par différents cartographes ou utilisent différentes méthodes pour quantifier l'incertitude et identifier les biais systématiques.

Les considérations temporelles sont importantes : les inventaires devraient idéalement être préparés peu après avoir déclenché des événements afin de minimiser la confusion avec les glissements de terrain ou l'érosion subséquente.

Analyse statistique des distributions de glissements de terrain

L'analyse des données d'inventaire des glissements de terrain révèle des modèles et des relations qui éclairent l'évaluation des risques.Les distributions de glissements de terrain suivent généralement les relations entre la loi et le pouvoir, avec de nombreux petits glissements de terrain et progressivement moins d'événements importants.

L'analyse de la densité spatiale examine comment l'occurrence des glissements de terrain varie selon les paramètres topographiques, géologiques et sismiques. Les méthodes statistiques bivariées comparent la présence/absence de glissements de terrain avec les variables prédictifs individuelles pour identifier les relations significatives.

L'analyse des glissements de terrain caractérise les distances de déplacement et les schémas de dépôt, ce qui permet d'évaluer les zones menacées par les glissements de terrain.

Incertitude Quantification et analyse de sensibilité

Toutes les évaluations des risques de glissement de terrain comportent des incertitudes découlant d'une connaissance incomplète des conditions du sous-sol, de la variabilité des propriétés des matériaux, des limites des méthodes d'analyse et de l'imprévisibilité des futurs tremblements de terre.

Sources d'incertitude

L'incertitude aléatoire, aussi appelée variabilité inhérente, reflète le hasard naturel des propriétés du sol, les caractéristiques du tremblement de terre et d'autres paramètres.

L'incertitude épistémique découle de connaissances incomplètes et de limites dans la mesure, la modélisation et la compréhension des processus physiques. Contrairement à l'incertitude aléatoire, l'incertitude épistémique peut être réduite par des recherches supplémentaires, des modèles améliorés ou une meilleure compréhension des mécanismes de gouvernance.

L'incertitude du modèle reflète les limites et les simplifications des méthodes d'analyse. Tous les modèles sont des approximations de la réalité, et différents modèles peuvent produire des résultats différents même avec des données d'entrée identiques.

Méthodes d'analyse de sensibilité

L'analyse de sensibilité identifie les paramètres d'entrée qui influencent le plus fortement les résultats de l'analyse, orientent les priorités de collecte des données et mettent en évidence les incertitudes critiques.

Les méthodes d'analyse de sensibilité globale telles que les indices Sobol ou Morris permettent de tenir compte des interactions de paramètres et d'explorer toute la gamme de paramètres.

Les diagrammes de Tornado montrent graphiquement l'importance relative des différents paramètres, montrant les incertitudes qui contribuent le plus à la variabilité de la production.

Propagation de l'incertitude

La simulation Monte Carlo propage les incertitudes d'entrée par des modèles d'analyse en échantillonnant à plusieurs reprises les distributions de paramètres et en compilant les statistiques de sortie. La méthode est théoriquement simple et applicable à pratiquement toute procédure d'analyse, bien que les exigences de calcul puissent être importantes pour les modèles complexes.

L'échantillonnage par hypercube latin et d'autres techniques de réduction de la variance permettent d'explorer plus efficacement l'espace des paramètres que le simple échantillonnage aléatoire, réduisant ainsi le nombre d'évaluations de modèles nécessaires pour obtenir des statistiques stables.

Les méthodes d'analyse de propagation de l'incertitude, comme l'analyse du second moment de premier ordre (FOSM), ont une incertitude approximative de sortie en utilisant des expansions de séries Taylor, qui sont efficaces sur le plan des calculs, mais peuvent être inexactes pour les modèles hautement non linéaires ou les incertitudes de paramètres importants.

Évaluation des risques et soutien à la décision

La conversion des évaluations des risques de glissement de terrain en informations sur les risques pouvant être appliquées exige que l'on tienne compte de l'exposition et de la vulnérabilité des personnes, des infrastructures et des biens.

Éléments à risque

L'analyse de l'exposition permet de repérer les personnes, les bâtiments, les infrastructures et d'autres biens situés dans les zones de danger des glissements de terrain. Les données démographiques, les inventaires des bâtiments et les bases de données sur l'infrastructure sont recouverts de cartes des risques pour quantifier l'exposition.

La vulnérabilité dépend de facteurs tels que le type de construction, la conception des fondations et l'intensité de l'impact des glissements de terrain. Les fonctions de vulnérabilité ou les courbes de fragilité relient les mesures d'intensité des glissements de terrain (comme le déplacement ou la profondeur des débris) à la probabilité de différents états de dommages.

L'analyse des conséquences évalue les pertes potentielles résultant d'événements de glissement de terrain, y compris les décès, les blessures, les dommages matériels, l'interruption des activités et les impacts environnementaux. L'évaluation monétaire des conséquences permet d'analyser les coûts et les avantages des solutions de rechange pour atténuer les effets, même si certains impacts, comme la perte de vies humaines ou le patrimoine culturel, peuvent être difficiles à quantifier économiquement.

Quantification des risques

L'évaluation quantitative des risques combine le danger, l'exposition et la vulnérabilité pour calculer les pertes ou probabilités annuelles attendues de dépasser les seuils de perte spécifiés. Le risque est généralement exprimé comme produit de probabilité et de conséquence, bien que des formulations plus sophistiquées puissent tenir compte de l'aversion du risque et d'autres facteurs de prise de décision.

Le risque social tient compte des conséquences totales sur une population ou une région, souvent présentées sous forme de courbes F-N montrant la fréquence des événements causant des décès de N ou plus.

Les matrices de risque fournissent une évaluation qualitative ou semi-quantitative des risques en classant les risques et les conséquences en niveaux distincts (p. ex. faibles, moyens, élevés) et en les combinant selon des règles définies.

Stratégies d'atténuation des risques

Les mesures de réduction des risques comprennent la stabilisation des pentes par des améliorations du drainage, des structures de rétention, un renforcement des sols ou l'enlèvement de matériaux instables. Ces interventions techniques visent directement la source des risques, mais peuvent être coûteuses et nécessiter un entretien continu.

Les stratégies de réduction de l'exposition limitent le développement dans les zones à haut risque par l'aménagement du territoire, la réglementation du zonage ou le déplacement des activités de développement existantes, qui peuvent être très efficaces mais qui peuvent être confrontées à des défis politiques et économiques, en particulier dans les zones où le développement est en cours ou où les pressions sur l'utilisation du sol sont concurrentes.

La réduction de la vulnérabilité comprend des codes de construction exigeant une construction résistante aux glissements de terrain, des systèmes d'alerte rapide permettant l'évacuation avant la défaillance et la planification de la préparation aux situations d'urgence.

L'analyse coûts-avantages compare les coûts de la mise en oeuvre des mesures d'atténuation à la réduction prévue des pertes sur la durée de vie prévue de l'intervention. Les mesures dont le rapport avantages-coûts est supérieur à un sont économiquement justifiées, bien que d'autres facteurs tels que l'équité, la durabilité et les co-avantages puissent également influer sur les décisions.

Études de cas et applications pratiques

L'examen des applications réelles de l'évaluation des risques de glissements de terrain induite par les tremblements de terre fournit des renseignements précieux sur les pratiques efficaces, les défis communs et les leçons apprises.

Le tremblement de terre de Wenchuan en 2008

Le séisme de Wenchuan en 2008 a provoqué plus de 15 000 glissements de terrain causés par le choc principal et les chocs qui ont suivi. Ce séisme de magnitude 7,9 a généré l'un des ensembles de données les plus complets jamais compilés sur les glissements de terrain, avec des inventaires détaillés qui documentent des dizaines de milliers de défaillances dans une vaste région montagneuse.

Les chercheurs ont développé des relations empiriques entre la densité des glissements de terrain et des facteurs, y compris l'accélération du sol de pointe, la distance de rupture de faille, l'angle de pente et la lithologie. Ces relations ont été intégrées dans des outils régionaux d'évaluation des risques applicables à des paramètres tectoniques et topographiques similaires.

L'événement a mis en évidence l'importance de considérer la répercussion de rupture de faille et l'amplification topographique dans l'évaluation des risques sismiques.

Le séisme de Gorkha 2015 au Népal

Le séisme de magnitude 7.8 a déclenché des glissements de terrain généralisés dans la région himalayenne du Népal. Cinq inventaires de glissements de terrain préparés par différents auteurs après le séisme de 2015 ont été évalués pour comprendre les implications de leur utilisation pour produire des cartes de sensibilité aux glissements de terrain en conjonction avec des facteurs prédisposants standard aux glissements de terrain et une régression logistique.

L'événement Gorkha a mis en évidence des difficultés dans la cartographie rapide des glissements de terrain dans les régions éloignées et exposées aux nuages, où l'accessibilité est limitée.

Les études réalisées après le séisme au Népal ont mis en évidence le rôle des pluies de mousson dans la remise en marche des pentes endommagées par les tremblements de terre, et de nombreuses pentes affaiblies par les tremblements de terre ont échoué pendant les saisons de pluie suivantes, illustrant la nature complexe des risques de glissements de terrain et la nécessité de cadres d'évaluation multirisques.

Le tremblement de terre de 2022 Luding, Chine

Le tremblement de terre a provoqué environ 12 600 glissements de terrain, dont la superficie totale a été de 36,0 km2 dans des zones situées au-dessus de VIII zones d'intensité sur l'échelle Mercalli, la plus grande surface de glissement de terrain mesurant 120 000 m2 et la plus petite de 65 m2, avec une superficie moyenne de 2 700 m2.

Les données provenant des zones touchées par le séisme de Luding, basées sur le modèle d'intensité sismique des glissements de terrain à la suite du tremblement de terre de Mme 6.8 survenu en 2022 à Sichuan (Chine), ont été examinées. La comparaison des prévisions des modèles avec les distributions observées des glissements de terrain a permis de valider et de perfectionner les méthodes d'évaluation.

Sur la base d'un inventaire étendu des glissements de terrain établi à partir d'images satellitaires à haute résolution (2 m) provenant de la série de satellites chinois Gaofen, l'approche proposée a permis d'obtenir une carte des risques à haute résolution (12,5 m) dans la zone du tremblement de terre de Luding, ce qui démontre la valeur de la télédétection à haute résolution pour une caractérisation détaillée des risques.

Technologies émergentes et orientations futures

Les progrès technologiques et les progrès de la recherche continuent d'améliorer les capacités d'évaluation des risques de glissements de terrain provoqués par les tremblements de terre.

Évaluation en temps réel et quasi-en temps réel

En utilisant les données de télédétection pour mettre à jour dynamiquement le modèle ELSA, on répond aux diverses demandes d'évaluation de la sensibilité aux glissements de terrain induites par les tremblements de terre à différentes périodes suivant un tremblement de terre et à la disponibilité croissante des données.

Ces systèmes intègrent des enregistrements en temps réel des mouvements au sol provenant de réseaux sismiques avec des modèles de susceptibilité précalculés pour produire des estimations rapides de la distribution et de la gravité des glissements de terrain.

Les initiatives de recherche sur le crowdsourcing et les sciences citoyennes sont à l'étude en tant que méthodes permettant de recueillir rapidement des données sur la vérité au sol à la suite de tremblements de terre.

Évaluation des risques multirisques et en cascade

Il existe une lacune notable dans la littérature concernant l'impact combiné des événements de glissements de terrain induits par les précipitations et par les tremblements de terre à grande échelle, et une approche pour évaluer les risques composés préconditionnés en examinant les effets individuels et combinés des glissements de terrain induits par les sismiques et les précipitations est nécessaire.

Les tremblements de terre peuvent déclencher des glissements de terrain directement mais aussi affaiblir les pentes qui s'effondrent par la suite pendant les tempêtes de pluie. Les débris de glissement de terrain peuvent démanteler les rivières, créant des risques secondaires liés aux inondations qui éclatent.

Les changements prévus dans les modèles de précipitations peuvent modifier la fréquence et l'ampleur de la réactivation déclenchée par les précipitations des pentes endommagées par les tremblements de terre, ce qui nécessite des stratégies de gestion des risques adaptatives.

Surveillance avancée et alerte rapide

Les réseaux denses de capteurs à faible coût, y compris les accéléromètres, les incluomètres et les capteurs d'humidité du sol, permettent une surveillance continue des conditions de pente et une détection précoce des mouvements précurseurs.

La détection par fibre optique distribuée à l'aide de technologies telles que la détection acoustique distribuée (DAS) et la détection par température distribuée (DTS) permet des mesures spatiales continues le long de câbles de fibre optique.

L'intégration des données de surveillance aux modèles basés sur la physique permet d'adopter des approches d'assimilation des données qui mettent continuellement à jour les prévisions en fonction des conditions observées.

Capacités informatiques améliorées

L'augmentation de la puissance calculatrice permet des approches de modélisation plus sophistiquées qui étaient auparavant peu pratiques. Les modèles numériques à haute résolution en trois dimensions peuvent simuler des géométries de pente complexes, des propriétés de matériaux hétérogènes et des scénarios de chargement réalistes.

L'apprentissage par machine, qui est une approche émergente, combine des méthodes fondées sur les données avec des contraintes physiques et des équations qui régissent les processus.Ces modèles hybrides tirent parti des capacités de reconnaissance des modèles de l'apprentissage par machine tout en assurant la cohérence avec les principes physiques fondamentaux, fournissant potentiellement des prédictions plus solides et plus généralisables que des approches purement empiriques.

Les technologies numériques à double usage créent des répliques virtuelles de pentes physiques qui sont continuellement mises à jour avec des données de surveillance et utilisées pour la simulation de scénarios et l'aide à la décision.

Meilleures pratiques et recommandations

L'évaluation efficace des risques de glissement de terrain, induite par les tremblements de terre, exige une attention particulière à la sélection des méthodes, à la qualité des données et à l'interprétation appropriée des résultats.

Sélection de la méthode appropriée

Les études de dépistage régionales peuvent utiliser des méthodes empiriques simplifiées, alors que la conception propre à un site exige une étude détaillée et une analyse rigoureuse. La tentative d'appliquer des méthodes spécifiques à un site à l'échelle régionale est généralement peu pratique, tandis que l'utilisation de méthodes régionales pour la conception d'installations critiques peut être inadéquate.

Il faudrait utiliser plusieurs méthodes complémentaires lorsque cela est possible, en comparant les résultats qui permettent de mieux comprendre l'incertitude du modèle et de renforcer la confiance dans les conclusions.

Les limites de la méthode doivent être clairement reconnues et communiquées aux décideurs. Tous les modèles comportent des simplifications et des hypothèses qui peuvent ne pas être valables dans toutes les situations.

Qualité des données et suffisance

Les programmes d'enquête devraient être conçus pour caractériser toute la gamme des conditions présentes sur un site, en accordant une attention particulière à l'identification des couches faibles, des discontinuités et des conditions d'eau souterraine qui contrôlent la stabilité.

Les programmes d'essais en laboratoire devraient comprendre des tests appropriés pour les méthodes d'analyse utilisées.Les propriétés dynamiques nécessaires à l'analyse du temps et de l'histoire exigent des tests spécialisés au-delà des tests d'indice et de résistance standard.

Les pratiques de gestion et de documentation des données devraient permettre la traçabilité et la reproductibilité des analyses.

Validation et étalonnage

Dans la mesure du possible, les modèles prédictifs devraient être validés par rapport à des ensembles de données indépendants non utilisés dans le développement des modèles. L'analyse rétrospective des événements historiques de glissements de terrain offre l'occasion de tester le rendement des modèles et de déceler des biais systématiques.

L'étalonnage des paramètres du modèle en conditions locales améliore la précision de la prévision. Les valeurs des paramètres génériques de la littérature peuvent ne pas représenter adéquatement les conditions propres au site.

La collecte et l'analyse systématiques des données sur la performance des glissements de terrain à la suite de tremblements de terre permettent de perfectionner les relations prédictives et de déterminer les facteurs précédemment non reconnus.

Communication et soutien à la décision

Les rapports techniques destinés aux publics du génie exigent une présentation différente de celle des documents d'information du public ou des séances d'information sur les politiques.

Les décideurs doivent comprendre l'éventail des résultats possibles et la confiance qui peut être placée dans les prédictions. Les présentations probabilistes qui montrent la distribution des résultats possibles fournissent souvent des informations plus utiles que les valeurs déterministes uniques.

Les techniques de visualisation, y compris les cartes, les sections transversales et les modèles tridimensionnels, permettent de mieux comprendre les modèles et les relations spatiales.

Cadres et normes réglementaires

Divers cadres réglementaires et normes techniques régissent l'évaluation des risques de glissement de terrain induits par les tremblements de terre dans différentes juridictions.

Dans de nombreux pays, les codes de construction et les normes de conception sismique comprennent des dispositions relatives aux risques géotechniques, y compris les glissements de terrain, qui précisent généralement des procédures minimales d'enquête et d'analyse pour les sites situés dans des zones de danger désignées.

Les règlements sur l'évaluation des incidences sur l'environnement exigent souvent une évaluation des risques naturels, y compris des glissements de terrain, pour les grands projets de développement, qui doivent démontrer que les risques ont été correctement caractérisés et que des mesures d'atténuation appropriées seront mises en oeuvre.

Les normes de pratique professionnelle élaborées par les sociétés d'ingénierie et les organisations géotechniques fournissent des conseils sur les méthodes d'enquête et d'analyse appropriées.

Les cadres internationaux tels que le Cadre de Sendai pour la réduction des risques de catastrophe favorisent des approches globales de la gestion des risques de catastrophe naturelle, qui offrent une approche géospatiale solide de la réduction des risques de catastrophe, de la planification de l'utilisation des terres et de la planification des infrastructures dans les zones sismiques actives et contribuent à la pratique de l'atténuation des risques multiples, conformément au Cadre de Sendai pour la réduction des risques de catastrophe.

Considérations relatives à la mise en œuvre et flux de travail pratique

La mise en oeuvre réussie de l'évaluation des risques de glissements de terrain induits par les tremblements de terre nécessite des flux de travail systématiques qui intègrent la collecte, l'analyse et la prise de décisions.

La phase d'évaluation préliminaire consiste à compiler les renseignements existants, notamment les cartes topographiques, les cartes géologiques, les photographies aériennes, les rapports d'enquête antérieurs et les relevés historiques des glissements de terrain.

La phase d'enquête détaillée met en oeuvre des programmes d'exploration et d'essais sur le terrain conçus à partir de résultats préliminaires. Le forage, l'échantillonnage, les essais in situ et les relevés géophysiques caractérisent les conditions subsurfaces.

La phase d'analyse utilise des méthodes appropriées pour évaluer le risque et le risque de glissement de terrain. Les scénarios d'analyses multiples tiennent généralement compte de différentes grandeurs des tremblements de terre, des géométries de pente et des propriétés des matériaux pour saisir l'incertitude.

La phase d'évaluation des risques intègre l'évaluation des risques à l'analyse de l'exposition et de la vulnérabilité pour quantifier les conséquences potentielles. Les mesures des risques sont comparées aux critères d'acceptation ou utilisées dans l'analyse coûts-avantages des solutions de rechange pour l'atténuation.

Les solutions techniques telles que les améliorations du drainage, les structures de retenue ou la revalorisation des pentes sont conçues et analysées. Les mesures non structurelles, y compris les restrictions d'utilisation des terres, les systèmes d'alerte rapide ou la planification d'urgence, sont envisagées.

L'assurance de la qualité de la construction garantit que les conceptions sont bien exécutées. Les programmes de surveillance à long terme suivent le comportement des pentes et valident les hypothèses de conception. La réévaluation périodique met à jour les estimations de risque en fonction de nouvelles informations et de l'évolution des conditions.

Conclusion

L'estimation des risques de glissement de terrain provoqués par les tremblements de terre à l'aide de données géotechniques constitue un élément complexe mais essentiel de l'atténuation des risques sismiques et de la réduction des risques de catastrophe.

Les données géotechniques fournissent les bases empiriques pour comprendre comment les pentes réagiront à la charge sismique. La caractérisation complète du site par l'exploration sur le terrain, les essais in situ et l'analyse en laboratoire fournit les informations sur les sols et les propriétés rocheuses nécessaires à une analyse rigoureuse.

Plusieurs méthodes complémentaires sont disponibles pour l'évaluation des risques de glissements de terrain, allant de simples relations empiriques adaptées au dépistage régional à des modèles numériques sophistiqués pour la conception propre au site. La méthode de blocs coulissants Newmark s'est révélée particulièrement utile pour combler l'écart entre les approches simplifiées et complexes.

La télédétection et les technologies SIG ont révolutionné l'échelle et l'efficacité de la cartographie des glissements de terrain et de l'évaluation de la sensibilité. L'imagerie à haute résolution, LiDAR et Insar permettent de caractériser en détail la topographie et la détection de déformations au sol sur de vastes zones.

L'incertitude est inhérente à tous les aspects de l'évaluation des risques de glissements de terrain, de la caractérisation du sous-sol à la prévision des tremblements de terre, aux limites du modèle. La quantification et la communication explicites de l'incertitude permettent de prendre des décisions éclairées par les risques et d'interpréter les résultats de façon appropriée.

Pour être efficaces, la gestion des risques exige la traduction des évaluations des risques en informations pratiques qui tiennent compte de l'exposition et de la vulnérabilité des personnes et des biens. Les cadres décisionnels fondés sur les risques permettent d'équilibrer les coûts de l'atténuation par rapport aux avantages escomptés, ce qui favorise une allocation optimale des ressources limitées.

Les systèmes d'évaluation en temps réel et en temps quasi réel permettront d'améliorer les interventions d'urgence après les séismes majeurs. Les cadres de risques multirisques et en cascade permettront de mieux comprendre les scénarios complexes de catastrophe. L'amélioration de la puissance de calcul permettra de modéliser plus précisément le comportement des pentes et la quantification de l'incertitude.

En fin de compte, l'évaluation des risques de glissement de terrain induite par les tremblements de terre vise à protéger les vies, les biens et les infrastructures par une prise de décision éclairée et une atténuation efficace.

Principaux choix pour les praticiens

  • Une étude géotechnique complète est fondamentale[ – Une caractérisation de site de haute qualité par forage, échantillonnage, essais in situ et analyse en laboratoire fournit la base de données pour une évaluation fiable des risques.
  • La sélection des méthodes devrait correspondre à l'échelle et aux objectifs du projet – Les études de dépistage régionales, les évaluations à l'échelle intermédiaire et les analyses spécifiques au site nécessitent des approches différentes, avec des niveaux de détail et des exigences en matière de données variables.
  • – La comparaison des résultats de différentes approches d'analyse permet de mieux comprendre l'incertitude du modèle et de renforcer les conclusions.
  • L'incertitude doit être explicitement abordée[ – Toutes les évaluations comportent des incertitudes qui devraient être quantifiées, propagées par des analyses et clairement communiquées aux décideurs.
  • La validation par rapport à la performance historique est essentielle[ – Une analyse rétrospective des événements passés de glissements de terrain et une comparaison avec des ensembles de données indépendants permettent de vérifier la précision du modèle et de déceler des biais systématiques.
  • L'intégration de la télédétection et des SIG renforce les capacités[ – Les technologies modernes permettent une analyse efficace des grands domaines et l'intégration de diverses sources de données pour une évaluation complète.
  • Les cadres fondés sur les risques appuient les décisions éclairées[ – Transmettre les évaluations des risques en estimations des risques qui tiennent compte de l'exposition et de la vulnérabilité permet une planification d'atténuation rentable.
  • La surveillance et la réévaluation continues améliorent la compréhension[ – L'observation à long terme du rendement et la mise à jour périodique des évaluations fondées sur de nouvelles informations améliorent la fiabilité au fil du temps.

Pour obtenir des ressources supplémentaires sur l'ingénierie géotechnique et l'évaluation des risques sismiques, visitez le portail GeoEngineer.org qui donne accès à des documents techniques, à des études de cas et à des conseils professionnels.U.S. Geological Survey Earthquake Hazards Program[ offre de vastes renseignements sur les risques sismiques et la recherche sur les glissements de terrain.Geotechnic Extreme Events Reconnaissez (GEER) Association effectue des enquêtes après les tremblements de terre qui fournissent des données précieuses pour améliorer les méthodes d'évaluation.Sendai Framework for Disaster Risk Reduction fournit des conseils internationaux sur la gestion globale des risques de catastrophe.