Glissements de terrains : vers une meilleure prévention des risques

Au cours des dix dernières années, les glissements de terrain ont entraîné le décès de plus de 20 000 personnes. Ces mouvements massifs de roches, de sédiments ou de terre le long d’une pente sont également responsables de milliards d’euros de dommages chaque année. Le réchauffement de la planète et la hausse du nombre de phénomènes climatiques extrêmes vont vraisemblablement entraîner une aggravation de la situation, alors que les mesures de réduction des risques de glissements de terrain restent insuffisantes ou inadaptées. De fait, la complexité du phénomène des glissements de terrain, ainsi que celle de leurs interactions avec les constructions voisines et leur environnement naturel, rendent leur simulation numérique difficile. En vue d’améliorer nos connaissances sur ce risque naturel majeur et d’en atténuer les effets désastreux, le Dr Alessandro Franci a pour objectif de développer un nouvel outil de calcul encore plus performant pour la modélisation des glissements de terrain. Son objectif ultime est de contribuer à l’élaboration de mesures de prévention visant à protéger les populations.

« Les méthodes actuelles de modélisation des glissements de terrain considèrent généralement la terre comme un milieu homogène, et les structures touchées par l’effondrement, comme des corps rigides », remarque le Dr Alessandro Franci. « La méthode que nous développons permettra à la fois de prendre en compte la nature hétérogène de la masse en mouvement et de modéliser ses effets sur les constructions civiles ». L’objectif du projet est donc double. D’une part, il cherche à caractériser la dynamique d’effondrement en prenant en compte les mécanismes internes complexes d’un glissement de terrain. D’autre part, il vise à calculer les dommages structurels induits par leur impact sur les constructions civiles et à vérifier la résistance des ouvrages de soutènement. « Cette étude tiendra compte des propriétés mécaniques du sol, de la topographie en 3D et des différents types d’infrastructures. Les données sont accessibles. Nous avons maintenant besoin d’un modèle numérique rapide et précis afin de traiter toutes ces informations », explique le chercheur.

Une méthode de calcul hybride pour modéliser un phénomène complexe aux propriétés physiques multiples

Afin de développer un outil de calcul performant, capable de simuler des glissements de terrain, le Dr Alessandro Franci envisage d’associer différents modèles numériques existants pour obtenir une nouvelle méthode de calcul hybride. Pour mener à bien ce projet, lui et son équipe vont procéder par étapes. « Tout d’abord, je vais me concentrer sur la modélisation du couple corps rigides et fluides surfaciques, comme dans le cas du déplacement de pierres et de blocs de roches dans une coulée de boue. Ensuite, pendant mon séjour à Milan, à l’institut « Politecnico di Milano », je vais collaborer avec des experts afin d’améliorer la modélisation des coulées de boue. Enfin, j’étudierai l’impact de ces matériaux hétérogènes sur les infrastructures. Une fois tous ces développements mis en œuvre, je m’attaquerai à l’un des plus importants enjeux de ce projet, à savoir celui de réduire le coût informatique du modèle ». L’exécution de modèles 3D exige beaucoup de temps et de ressources. « Avec des modèles 3D, l’obtention de résultats peut nécessiter plusieurs jours. Nous devons aller plus vite ! » La dernière étape consistera à évaluer les capacités prévisionnelles de l’outil de calcul. Cela se fera à l’aide d’essais expérimentaux réalisés ad hoc et par la simulation de glissements de terrain qui se sont déroulés dans le passé.

Les glissements de terrain se produisent dans toutes les régions du monde. On estime que 300 millions de personnes vivent dans des régions exposées à ce risque. Pouvoir simuler avec précision des glissements de terrain, en adaptant des modèles aux spécificités paysagères et urbaines, est essentiel si nous souhaitons mettre en évidence les vulnérabilités et atténuer les risques. À cet égard, le projet du Dr Alessandro Franci’ s’avère particulièrement prometteur pour l’avenir.