Approches régionales de la susceptibilité torrentielle dans les Alpes du Sud

Debris-flow susceptibility assessment at the regional scale of the Southern French Alps

• Auteur / Autrice : Mélanie Bertrand
• Direction : Hervé Piégay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie
• Date : Soutenance le 20/05/2014
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences sociales (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnement, ville, société (Lyon ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Hubert-Moy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Piégay, Laurence Hubert-Moy, Franck Lavigne, Catherine Mering, Marco Cavalli, Frédéric Liébault, Patrice Mériaux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Lavigne, Catherine Mering

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alpes (France ; sud)

Télédétection

Système d'information géographique

Coulées boueuses

Mots clés libres

Alpes du Sud

Laves torrentielles

Morphométrie

Statistique

Susceptibilité

Système d'Information Géographique

Télédétection

Zones en érosion

Southern French Alps

Debris flows

Morphometry

Statistics,

Susceptibility

Geographical Information System

Remote sensing

Erosion patches

Résumé

L'objectif de cette thèse est de produire une méthodologie de restitution spatiale de la susceptibilité torrentielle à une échelle régionale. Les méthodes géomatiques et statistiques mises en œuvre visent à intégrer différents facteurs de prédisposition au phénomène de laves torrentielles, en particulier les caractéristiques morphométriques des tronçons et de leur bassin versant et leur potentiel de fourniture sédimentaire.La définition de modèles statistiques robustes a permis de prédire l'activité torrentielle à partir de la morphométrie des tronçons et de leur bassin versant, et permettent la discrimination des processus de laves torrentielles et de charriage.Au niveau des zones sources, le second facteur de prédisposition qu'est la disponibilité sédimentaire, est cartographié à partir de l'analyse des orthophotographies infrarouges de l'IGN©, puis est combiné à la susceptibilité morphométrique dans un SIG de manière experte. Ainsi, le potentiel sédimentaire des bassins versants sources vient pondérer la probabilité d'activité de lave torrentielle établie à partir du potentiel morphométrique dans le but de prédire la susceptibilité au déclenchement. Plus aval, la prédisposition à la propagation de laves torrentielles dépend des caractéristiques morphométriques et est également contrôlée par la susceptibilité torrentielle des biefs situés juste en amont (approche réseau). L'application de la démarche dans les Alpes du Sud a été validée avec 50 observations expertes.Cette thèse a conduit à la production des cartes des zones de déclenchement de laves torrentielles, et à l'identification de leur zone de propagation potentielle, intégrées à une plateforme de services (projet RHYTMME, Irstea et Météo-France). Elles peuvent être superposées avec les aléas de précipitations pour identifier les secteurs susceptibles à l’activité de laves torrentielles lors d'événements de précipitations de forte intensité.

The main objective of this thesis is to produce a methodology spatially characterizing the debris flow susceptibility at a regional scale. The methods used are based on geomatic and statistic fields and aim at integrating the predisposing factors to debris flow activity, especially the morphometry and the potential sediment availability.Robust statistical models allowed to predict the debris flow activity based on the morphometry of the reaches and their catchments in order to discriminate the bedload transport from the debris flow processes.In source areas, the second predisposing factor, i.e. the sediment availability, was first mapped thanks to the analysis of infrared orthophotos (IGN©) and then expertly combined with the morphometric susceptibility within a GIS. The sediment availability potential of upland catchment consequently weights the probability of debris flow activity (firstly established from the morphometric characteristics) in order to predict the susceptibility to debris-flow triggering. More downstream, the predisposition to debris flow propagation depends on morphometric characteristics and is also controlled by the debris flow susceptibility of the upstream reaches. In the Southern French Alps, the entire approach has been validated with 50 expert observations.This work led to the production of new maps of debris flow triggering and propagation, already integrated on a service platform (RHYTMME project, Irstea and Météo-France). They can be superimposed on maps of precipitation hazard during intense events in order to identify the reaches susceptible to debris flow activity.