3.3.2 Surveillance

1. Général

Le suivi est défini par l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) comme "une fonction continue qui utilise la collecte systématique de données sur des indicateurs spécifiques pour fournir à la direction et aux principales parties prenantes d'une intervention de développement en cours des indications sur l'étendue des progrès et la réalisation des objectifs, ainsi que sur les progrès dans l'utilisation des fonds alloués".1 L'activité de surveillance traitée dans ce chapitre est une activité de collecte de données de terrain pour évaluer le risque de danger potentiel ou caché.

Lorsque les catastrophes sont organisées en se concentrant sur la chronologie de leur mécanisme d'apparition, certains événements sont reconnus comme ayant un temps relativement long entre le précurseur ou l'événement initial et l'apparition de la catastrophe. Dans le cas des tremblements de terre et des typhons, le délai entre l'événement et la catastrophe est généralement court. Pour ces événements, les activités de préparation sont relativement axées sur l'atténuation de la catastrophe en fournissant des informations d'alerte précoce. En revanche, dans le cas d'une catastrophe de pente, où il s'écoule un certain temps entre le précurseur ou l'événement initial et le début de la catastrophe, bien qu'il y ait des exceptions, les activités de préparation se concentrent sur l'atténuation de la catastrophe en détectant le précurseur ou l'événement initial, en renforçant la surveillance du précurseur ou de l'événement initial, et en déterminant des contre-mesures contre l'événement initial sur la base des résultats de la surveillance. Il est également important pour les administrateurs des routes de maintenir autant que possible les fonctions des routes pour les activités économiques tout en donnant la priorité à la sécurité des usagers de la route. Ainsi, les activités de surveillance sont l'une des activités préparatoires les plus importantes dans la gestion des catastrophes pour déterminer la nécessité d'une fermeture préalable de la route ou d'une amélioration appropriée de la pente et son calendrier en confirmant l'évolution de l'événement initial et sa tendance. La figure 3.3.2.1 2 présente un exemple de catastrophe liée à un talus routier.

La figure 3.3.2.2 3 présente le flux de gestion des catastrophes liées aux pentes. De nombreuses activités d'inspection, de surveillance et de contre-mesure, ainsi que des activités de gestion globale, sont menées pour prévenir ou atténuer les risques liés aux pentes. Le mécanisme des catastrophes de pente étant généralement complexe, il est important, du point de vue de la sécurité et de l'efficacité, de passer des activités d'entretien général à des activités d'entretien par des spécialistes. Les patrouilles et les inspections sont responsables de la détection des événements précurseurs et des événements initiaux. Cependant, les patrouilleurs et les inspecteurs n'ont pas de connaissances ni de formation spécialisée sur les pentes, et il leur est difficile de juger de l'influence des précurseurs et des événements initiaux sur la progression vers la catastrophe. Il est donc nécessaire de confier les activités de surveillance à des experts pour assurer une gestion sûre et efficace de l'entretien.

La surveillance peut être classée en deux catégories : "l'inspection des cartes" (inspection des registres), dans laquelle les données sont collectées périodiquement par inspection visuelle et mesure par des inspecteurs experts et évaluées par des ingénieurs experts, et la "surveillance" dans un sens plus étroit, dans laquelle les données sont collectées en continu à l'aide d'instruments pour obtenir des données plus détaillées et évaluées par des ingénieurs experts. Au Japon, en particulier en réponse aux catastrophes survenant sur les pentes, "l'inspection des cartes" est souvent effectuée au stade préliminaire, et si nécessaire, la "surveillance" au sens strict est renforcée et des "mesures de stabilité des pentes" sont mises en œuvre. Il est donc essentiel d'utiliser une surveillance aux caractéristiques différentes pour garantir la sécurité des usagers de la route et gérer efficacement les catastrophes.

2. Surveillance des routes

Dans les contre-mesures contre les risques liés aux pentes, il est important de prévoir quand, où et à quelle échelle un désastre lié à une pente se produira. Le tableau 3.3.2.1 4 présente une liste de techniques permettant de prédire quand, où et à quelle échelle une catastrophe de pente se produira.

Pour la prédiction des risques de "où" et "à quelle échelle" les pentes de routes se produiront, l'imagerie par satellite, les levés aériens et l'observation sismique ont été utilisés pour identifier les zones de risques possibles à grande échelle. Toutefois, en raison de l'existence d'un grand nombre de talus routiers sur une vaste zone, la situation actuelle repose sur la détection des "anomalies" par les patrouilleurs routiers et les inspecteurs réguliers. Il est impossible de prévoir "quand" une catastrophe se produira sur un talus routier avec la technologie actuelle. Par conséquent, des mesures structurelles (renforcement, réparation, etc.) sont prises pour prévenir l'apparition de catastrophes, et des mesures non structurelles (fermeture de routes, etc.) sont également contrôlées pour déterminer la nécessité de ces mesures. En ce qui concerne les mesures non structurelles (fermetures de routes), des "informations d'alerte précoce" sont publiées sur la base des informations de surveillance des précipitations. Ce point sera traité dans la section "Informations d'alerte précoce". Comme le montre le tableau 3.3.2.2, ce chapitre décrit la " surveillance " qui est menée pour obtenir des éléments de décision pour les mesures structurelles.

Afin d'évaluer la stabilité de la pente et de déterminer le moment de la mise en œuvre des mesures d'amélioration de la stabilité, la surveillance se divise en deux types : la surveillance par des mesures continues à l'aide d'équipements, et l'inspection par des ingénieurs à l'aide d'une inspection visuelle périodique et de mesures simples.

Dans le cadre de la surveillance continue, le taux de déplacement (différence de déplacement en heures ou en jours) est calculé à partir de la quantité de déplacement et de déformation obtenue à l'aide d'extensomètres, de GPS et d'inclinomètres dans le trou, et lorsque le taux de déplacement dépasse la valeur seuil, des mesures d'amélioration de la stabilité sont mises en œuvre ou la route est fermée. Étant donné que le taux de déplacement qui entraîne la rupture d'une pente varie en fonction de la taille, de la pente et des propriétés matérielles de la pente, le seuil de contrôle est fixé en fonction des caractéristiques de la pente individuelle sur la base d'essais en laboratoire et d'analyses numériques. Cependant, en raison de la difficulté technique à prévoir la rupture de pente, les valeurs de seuil sont souvent fixées sur la base des valeurs proposées par les chercheurs. Par exemple, dans le cas de la valeur seuil pour l'extensomètre, lorsque le taux de déplacement atteint 2 mm à 4 mm/heure ou plus, la pente est jugée proche de l'effondrement, et une évacuation ou une fermeture de route est souvent effectuée. 5

Dans le cas du GPS, lorsqu'une grande précision de mesure est requise pour l'interprétation technique, telle que la rupture de pente et le glissement de terrain, un jugement objectif peut être effectué en traitant statistiquement les données des séries temporelles à l'aide de la méthode statique. Bien que cela dépende de l'environnement de calcul et de la méthode d'installation, il est devenu possible de détecter de petits déplacements soudains d'environ 2 à 3 mm par l'analyse statistique des séries temporelles.

Dans le domaine de la télédétection, une méthode a été proposée pour classer et traiter les données satellitaires, pour créer des cartes thématiques au sol et pour créer des images de prévision des risques par une analyse quantitative basée sur ces données.

3. Techniques de surveillance

Étude de la déformation de la surface 6

L'étude de la déformation de la surface est menée pour définir les limites du glissement de terrain, la taille, le niveau d'activité et les directions du mouvement, et pour déterminer les blocs mobiles individuels du glissement principal. La présence de cicatrices et de fissures transversales est utile pour déterminer si le potentiel d'activité future existe.

Parmi les équipements utilisés pour l'étude des déformations de surface, on peut citer les extensomètres, les tiltmètres de sol, la détermination des mouvements par des méthodes d'arpentage, notamment l'arpentage transversal, l'arpentage en grille, l'arpentage au laser à partir de la rive opposée, la détermination des mouvements par des photographies aériennes et les G.P.S. (figure 3.3.2.3).

(A) Méthode simple pour mesurer les mouvements

L'une des méthodes les plus simples pour déterminer le mouvement du glissement de terrain consiste à enfoncer des piquets en travers d'une fissure de tension dans le sens du mouvement du glissement (figure 3.3.2.4). On fixe ensuite une planche horizontale aux piquets et on scie à travers la planche. Tout mouvement à travers la fissure de tension peut être déterminé en mesurant le déplacement de l'espace créé par la découpe de la planche.

(B) Extensomètre

L'extensomètre est utilisé pour mesurer la quantité de déplacement relatif entre deux points qui sont placés sur un sol en mouvement et un sol immobile. Les extensomètres sont généralement installés en travers de l'escarpement principal, au niveau des fissures transversales et des crêtes transversales près du pied ou de la partie avant du glissement et parallèlement à la direction présumée du glissement (figure 3.3.2.5). Les mesures doivent être précises à 0,2 mm près, et l'ampleur du mouvement ainsi que les données sur les précipitations quotidiennes doivent être enregistrées pour établir la relation entre le mouvement mesurable et le taux de précipitation (figure 3.3.2.6).

(C) Levé laser

Un point de contrôle est établi en face d'une zone de glissement suspectée sur un terrain stable, et des piquets d'arpentage sont positionnés dans le glissement. Le levé laser est plus efficace lorsque les glissements de terrain sont très actifs et que le mouvement est important. Récemment, un télémètre optique sans prisme a été développé. Il ne nécessite pas de cible spécifique et est utilisé pour la surveillance des pentes très raides.

(D) Systèmes de positionnement global (GPS)

Ces dernières années, le GPS a été appliqué à la mesure des glissements de terrain pour obtenir les positions tridimensionnelles d'un glissement de terrain (figure 3.3.2.7). Il est également efficace pour identifier la direction et les distances de déplacement d'un glissement de terrain.

(E) Autres méthodes

Le tiltmètre de sol est utile pour déterminer la déformation à la tête et à la pointe et parfois le long des flancs du glissement de terrain, ou pour évaluer la possibilité d'une déformation future. Un tiltmètre de type "niveau" est le plus conventionnel.

Récemment, des systèmes de détection de la déformation des pentes utilisant des fibres optiques ont été expérimentés. Ce système adopte la propriété de réduction du milieu optique à l'intérieur de la fibre optique lorsqu'elle se courbe. Il est possible d'enregistrer la quantité de déformation ainsi que l'emplacement de la déformation.

Évaluation de la surface de glissement 7

Afin d'identifier la profondeur de la surface de glissement pour les glissements de terrain en mouvement actif, les différences de vitesses et les modèles de déplacement utilisés le long de la surface de glissement sont déterminés. Selon les exigences de précision du levé et l'ampleur du déplacement, l'instrumentation appropriée sera choisie parmi les instruments représentatifs suivants : 1. Jauge de contrainte de tuyau ; et 2. Inclinomètre.

(A) Jauge de contrainte de tuyau

Des tuyaux en P.V.C. munis de jauges de contrainte sont insérés dans les trous de forage, et le mouvement est détecté par la variation de la contrainte lorsque le tuyau en P.V.C. se courbe (Figure 3.3.2.8, et 3.3.2.9). La précision de la détection augmente à mesure que les intervalles de la jauge se rétrécissent. Certaines jauges de déformation les plus basses doivent être ancrées dans le substratum rocheux sous la surface de glissement afin de pouvoir obtenir des données à l'intérieur de la formation intacte.

(B) Inclinomètre

Un tubage rainuré est inséré dans le trou de forage en s'étendant dans la formation rocheuse, et une qualité adéquate de coulis doit être placée dans le trou de forage pour assurer un contact intime avec le trou de forage. En abaissant une sonde équipée d'un capteur d'inclinaison, la dé- formation dans le tubage peut être détectée et le mouvement d'un glissement de terrain peut être déterminé (Figure 3.3.2.10). Une mesure précise est possible lorsque la déformation d'un glissement de terrain est relativement faible. Lorsque le mouvement d'un glissement de terrain augmente, le trou de forage et le tubage se courbent, ce qui rend l'insertion de la sonde difficile ou le tubage dépasse la limite de détection de l'inclinaison de l'instrument.

Système de surveillance automatisé

Dans le passé, les mesures de la déformation des pentes ont été effectuées manuellement. Plus récemment, des systèmes de surveillance automatiques utilisant des enregistreurs de données et des ordinateurs sont utilisés. La configuration des instruments sur le terrain a été conçue pour une installation facile, et est résistante aux intempéries, durable, facile à entretenir et économique.

Voici les trois principaux avantages de l'utilisation du système d'enquête automatisé :

1. Surveillance des conditions de glissement de terrain : Émission et annulation de veilles et d'avertissements de glissement de terrain en fonction de la vitesse du mouvement, des pressions piézométriques et des variations des quantités de pluie. Prédiction et prévision de la rupture du glissement de terrain.
2. Compréhension des conditions de la déformation du glissement de terrain : Mesures chronologiques de la vitesse de déplacement. Détermination de la profondeur de la surface de glissement. Détermination de la relation entre la déformation du versant et les facteurs d'occurrence (pression d'eau interstitielle sur la surface de glissement, pression d'eau interstitielle critique liée au moment du glissement, précipitations et fonte des neiges).
3. Efficacité dans la détermination des mesures d'atténuation des glissements de terrain : Mesure de la quantité de mouvement de terre et de la pression de l'eau interstitielle. Mesure de la pression de la terre affectée par les pieux et les puits de drainage. Détermination de l'efficacité de la construction.

(A) Système de surveillance semi-automatique

Les systèmes semi-automatiques collectent manuellement et périodiquement les données de l'enregistreur de données et du capteur installés sur le site. Les données peuvent être récupérées directement sur le disque dur de l'ordinateur ou via la mémoire flash.

(B) Système de surveillance entièrement automatique

Les systèmes de surveillance entièrement automatiques permettent un contrôle à distance en temps réel et un traitement et un affichage rapides des données graphiques. Il est possible de stocker des données à long terme de manière précise et efficace et de fournir des signes d'alerte précoce de l'activité de glissement, réduisant ainsi les risques de glissement de terrain (figure 3.3.2.11).

En outre, les récents développements des systèmes de construction intelligents sur les sites de construction facilitent le contrôle de la sécurité en temps réel pendant la construction. Ces dernières années, des systèmes de surveillance des glissements de terrain utilisant les technologies de l'information en plus du système de surveillance entièrement automatique existant et du SIG ont été développés (figures 3.3.2.12 et 3.3.2.13).