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OSUG - Terre Univers Environnement

Rôle de la fragmentation dynamique dans un glissement de terrain

6 juin 2013

Vincent Langlois, Amélie Quiquerez, Pascal Allemand

Laboratoire de Géologie de Lyon : Terre, Planètes, Environnement, Université Lyon 1/ CNRS / ENS de Lyon

Nous présentons des simulations numériques de l’effondrement d’une colonne granulaire friable, depuis la rupture de cohésion jusqu’à l’écoulement sur une surface horizontale. Pour reproduire des glissements de terrain, de nombreuses études expérimentales et numériques ont adopté comme système modèle l’effondrement d’une colonne de matériau granulaire sous son propre poids (que ce soit en géométrie cylindrique ou unidirectionnelle, dans l’air, dans l’eau ou en lit fluidisé). Toutefois, ces études ne considèrent que l’effondrement d’un matériau sans cohésion initiale, où le dépôt final est constitué de particules de taille unique, ce qui n’est pas le cas dans les événements naturels. Nous utilisons une méthode numérique en éléments discrets 2D (dynamique moléculaire) pour étudier le comportement d’une colonne de 10 000 grains initialement maintenus par une force cohésive de contact. Cette colonne s’effondre sous son propre poids : sous l’effet des contraintes internes à l’écoulement, les liens cohésifs entre particules sont rompus (de manière irréversible), et des blocs de plus en plus petits apparaissent. On observe en particulier que le dépôt final est constitué d’une matrice sous-jacente de particules fines, surmontée par des blocs massifs. Cependant, ces simulations démontrent que la fragmentation des blocs durant l’écoulement ne réduit pas la friction effective du glissement et ne permet donc pas d’expliquer les avalanches à longue portée. Nous caractérisons la dynamique temporelle de la fragmentation et la distribution des tailles de particules dans le dépôt final. Enfin, nous montrons l’influence de la fragmentation sur la structure stratigraphique du dépôt et l’âge des matériaux affleurant à sa surface.





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