A2 Glissements de terrain rapides et flux de masse

Topique

Les glissements de terrain se produisent lorsque la contrainte de cisaillement qui mobilise le sol dépasse la résistance au cisaillement que le sol ou la roche peut supporter. C'est précisément cette interaction entre ces deux forces qui définit le coefficient de sécurité du talus : lorsque ce coefficient est inférieur à un, le talus cède.

Les fortes pluies constituent le facteur déclenchant le plus fréquent de ces glissements : en s'infiltrant dans le sol, elles augmentent la pression interstitielle. Cette augmentation de pression réduit la résistance effective du sol, telle que décrite par le critère de Mohr-Coulomb, rapprochant ainsi le talus du seuil de rupture mentionné précédemment.

Sur les talus déjà saturés d'eau, cette même pression interstitielle peut anéantir la cohésion apparente du sol. Cette perte totale de cohésion provoque des glissements de terrain plans ou translationnels, au cours desquels une masse entière de sol glisse d'un seul bloc le long d'une surface de rupture bien définie.

Lorsque les matériaux mobilisés lors d'un glissement de terrain se mélangent à l'eau, c'est la concentration en particules solides de ce mélange qui détermine le type de mouvement : un mélange plus riche en solides se comporte comme une coulée de débris, tandis qu'un mélange plus dilué se comporte comme une coulée de boue.

La liquéfaction, quant à elle, se produit lorsque la pression interstitielle dépasse largement la contrainte de cisaillement maximale que le sol peut supporter : à ce stade, le sol perd toute sa résistance au cisaillement et se comporte comme un fluide, et non plus comme un solide granulaire.

Les modèles physiques qui décrivent ce processus vont de l'analyse de pente infinie, qui évalue comment la pluie déstabilise un versant, aux modèles rhéologiques de Bingham et de Herschel-Bulkley, qui décrivent l'écoulement des matériaux une fois que le glissement de terrain s'est transformé en coulée de masse. Ainsi, de la compétition entre contrainte de cisaillement et résistance qui ouvre ce document aux modèles rhéologiques qui le concluent, en passant par la pluie qui augmente la pression interstitielle, la saturation qui annule la cohésion et la liquéfaction qui transforme le sol en fluide, les glissements de terrain et les écoulements de masse rapides provoquent la rupture d'une pente apparemment stable qui devient, en quelques secondes, une masse de sol, de roche et d'eau en mouvement.

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