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Modélisation : subst. fém. Opération par laquelle on établit le modèle d'un système complexe, afin d'étudier plus commodément et de mesurer les effets sur ce système des variations de tel ou tel de ses éléments composants (TLFI, 2018)

Les 3 systèmes de modélisation

Afin de décrire et comprendre les mécanismes géologiques, les scientifiques ont recours à la modélisation. Depuis les pionniers tels que James Hall qui, au XIXème siècle, appliquaient différentes forces à des assemblages de tissus, puis d’argiles pour comprendre les mécanismes qui ont pu déformer les roches des falaises de la côte de Berwickshire, les outils de modélisation n’ont cessé d’évoluer.

Un modèle est une représentation schématique d’un processus. Il n’est pas la réalité mais se construit à partir de l’observation de la réalité. Il permet de représenter et d’expliquer la réalité et d’établir des prévisions.

Les modèles numériques utilisés de nos jours permettent d’étudier un grand nombre de paramètres. Basés sur des résolutions d’équations à partir des paramètres d’entrée, ils permettent de calculer l’évolution, dans le temps et en chaque point du modèle, de divers paramètres comme les forces, les déplacements, etc… Toutefois, même les modèles les plus performants ont des limites, qui tiennent à la fois aux hypothèses mathématiques et aux approximations des données d’entrée. Un modèle est donc toujours une approximation de la réalité, qui doit être confrontée avec les observations sur le terrain.

Dans le cadre du projet Ad-Vitam, quatre modèles numériques différents sont utilisés, deux français (ALICE et FLAME) et deux italiens (LAMP et YASSA). L’objectif est de confronter ces trois modèles avec les observations de terrain afin de les améliorer et de produire in fine des outils opérationnels pour les gestionnaires du territoire.

 

Le modèle développé pour l’ARPAL permet d'évaluer la probabilité d'occurrence d'un mouvement de glissement de surface sur les pentes naturelles sans tenir compte des effets anthropiques et de la végétation. Sa validité dépend de la disponibilité des données géotechniques et morphologiques et de la possibilité d'évaluer le degré de saturation du sol même avec des modèles simplifiés. Le degré de saturation du sol est la variable clé pour évaluer les effets d'une perturbation sur le territoire. Il serait souhaitable de pouvoir combiner la modélisation numérique avec un réseau de mesure de la saturation du sol.

Le système LAMP (Landslide Monitoring and Predicting) correspond à un modèle physico-mécanique, intégrant des paramètres hydrogéologiques et géotechniques, et qui, dans son fonctionnement, tient compte des caractéristiques du site étudié. Il permet d’analyser la susceptibilité aux glissements de terrain en procédant à la détermination des variations de la surface de rupture à partir d’une surface “moyenne”, en fonction des chroniques de pluie historiques, ainsi que les paramètres d'influence avérés dans le processus d'infiltration.

Le modèle ALICE

Le système ALICE (Assessment of Landslides Induced by Climatic Events), développé par le BRGM, est un outil S.I.G. (Système d’Information Géographique) dans lequel a été implémentée une approche de modélisation de stabilité de pente couplée avec un modèle hydrologique global, le modèle GARDENIA (Global Reservoir Model for Simulation of Discharge and Groundwater Levels).

Le modèle FLAME

Le modèle innovant FLAME (Forecasting Landslides Acceleration induced by Meteorological Events) sur la prédiction des glissements de terrain a été développé par le BRGM dans le cadre du projet ANR SISCA (Système Intégré de Surveillance de Crises de glissements de terrain argileux), dans l’objectif de prédire l’évolution du déplacement d’un glissement et, selon les types de glissements, l’occurrence des phénomènes de fluidification, en analysant de façon temporelle et intégrée la relation entre les déplacements et les précipitations, en se basant sur trois modèles complémentaires :