METHODES D’ANALYSES DE LA STABILITE DES PENTES SOUS SOLLICITATIONS SEISMIQUES

Présentation des différentes méthodes

Méthodes reposant sur des observations

Ce sont les travaux de (Keefer, 1984 ; Rodriguez et al. 1999 ; Hancox et al. 2002) qui reposent essentiellement sur des observations de terrain. Les bases de données permettent une vision globale du phénomène de mouvement de versant sous sollicitation dynamique ainsi que : – une première identification des facteurs de prédisposition et des facteurs déclenchant d’une instabilité. – La définition de corrélation entre les caractéristiques des mouvements de versant et celles des séismes.

La connaissance des facteurs de prédisposition et des facteurs déclenchant et une analyse détaillée de leur importance relative sur la stabilité des versants sont à la base de la cartographie des zones de plus forte susceptibilité au phénomène de mouvement de versant sous sollicitations dynamique. Cette cartographie est aujourd’hui essentiellement menée par l’intermédiaire des systèmes d’information géographique (SIG) qui permettent la superposition, sur un même document, d’une multitude d’informations cartographiques que sont :  La topographie des versants, souvent analysée sur la base de modèle numériques de terrain(MNT) – La géologie des versants – Les propriétés mécaniques des matériaux – Les données hydrogéologiques – La sismicité – La distribution des mouvements de versant existants – Des indications sur le taux de déformation des masses de sols ou de roches au niveau de ces mouvements de versant anciens.

L’étude de chacun de ces facteurs, de leur importance relative sur la stabilité des versants et de leurs répartitions spatiales, couplée à une modélisation numérique, permet de définir des cartes d’alea de mouvement de versant sous sollicitation dynamique déterministe ou probabiliste. Dans une carte d’alea déterministe, l’espace est divisé en deu ensemble distincts, les zones stables et les zones instables, alors que dans une carte d’alea technique bien que très prometteuse présente une limite majeur : sa fiabilité repose sur la définition du ou des critères d’instabilité ainsi que sur la quantité des données cartographiques disponibles. On peut ajouter par ailleurs, que les méthodes basées sur des observations ne nous permettent pas de nous donner la stabilité d’une pente donnée. 

Méthodes reposant sur la modélisatioN

Cinque types de méthodes reposent sur la modélisation permettent d’évaluer la stabilité des versants sous sollicitations dynamiques, il s’agit de : – la méthode pseudo – statique connue sous le nom de méthode de Terzaghi (1960) – La méthode en déplacement connue sous le nom de la méthode de Newmak (1965) – Méthode de Sarma (1973) – Méthode de MINEIRO (1975, 1979) – Méthode de calcul en déformation par éléments finis ou par différences finis 33 2.2.2.1. Méthode pseudo statique : Cette méthode est dérivée de la méthode classique d’analyse de la stabilité statique d’une pente en rupture circulaire.

On considère en effet, qu’aux forces volumiques classiques de gravité s’ajoute une force volumique γk d’intensité constante, destinée à simuler l’effet des forces d’inertie dues au séisme (γ : poids volumique du matériau). Dans cette approche, le séisme est donc entièrement caractérisé par la donnée du vecteur: k = a / g où a désigné la densité volumique d’accélération d’inertie. Cette méthode a été introduite par TERZAGHI dès 1950 ; elle fut et demeure encore largement utilisée compte tenu des nombreux développements qui ont été faits en statique (méthode de BISHOP, méthode des perturbations, méthode en rupture non circulaire, …). L

e vecteur sismique k a deux composantes : le coefficient sismique horizontal kh dont la valeur est prépondérante, le coefficient sismique vertical kv souvent négligé. Les valeurs couramment utilisées pour kh vont de 0,05 à 0,15 aux Etats-Unis et de 0,15 à 0,25 au Japon.Ce choix reste essentiellement empirique, sans être réellement calé sur l’expérience et sur les observations (SEED, 1966).