Hydrogéologie des pentes volcaniques : étude de cas en Islande

Details

Supervisors

Delmelle, Pierre ; Rattez, Hadrien

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, à finalité spécialisée

Abstract

Les sols formés à partir de matériaux volcaniques présentent des propriétés particulières dû au développement de minéraux secondaires peu ou pas cristallins qui dominent ces sols. Ceux-ci présentent donc une microporosité importante ainsi qu’une macroporosité importante en raison de l’agrégation de ces minéraux avec la matière organique qui forment des agrégats de la taille des particules de limons ou sables. Ces sols, comme les Andosols, ont donc des propriétés hydrauliques uniques : une grande rétention en eau ainsi qu’une conductivité hydraulique importante. Les sols volcaniques qui se développent le long des pentes sont sensibles aux glissements de terrain, souvent déclenchés par des fortes précipitations causant un changement brusque des apports en eau. Les changements globaux de la distribution spatiale, l’intensité et la fréquence des précipitations affecteront l’Islande qui sera donc plus vulnérable aux glissements de terrain. Ce travail vise à mieux comprendre et à étudier les propriétés hydrauliques et le mouvement de l’eau des sols volcaniques qui sont peu étudiés jusqu’à présent. Dans le cadre de ce travail, des sols volcaniques d’une pente soumise à des précipitations intenses et qui ont subi un glissement de terrain, ont été échantillonnés. Ce cas d’étude se situe dans le nord de l’Islande. Le sol étudié est un Andosol brun allophanique polygénique. Cela a pu être confirmé via les analyses granulométriques, minéralogiques et la teneur en carbone organique. Les propriétés hydrauliques mesurées soulignent l’importance du phénomène d’agrégation dû à la présence des allophanes et de ferrihydrite. La modélisation a pu confirmer que l’accumulation d’eau dans les différents horizons du sol est causée par la stratification ainsi que la discontinuité des propriétés hydrauliques au sein du profil. La teneur en eau joue un rôle sur la stabilité des pentes. Lors du glissement de terrain étudié, tous les horizons du sol étaient saturés en eau augmentant la masse de sol et diminuant la résistance au cisaillement. Finalement, le comportement thixotropique influence aussi le déclenchement des glissements de terrain.