Suivi des Ecoulements Gravitaires en Guadeloupe – SEGG

1- contexte scientifique et objectifs du projet
Les flancs des volcans situés en contexte climatique tropical sont fréquemment affectés par des glissements de terrain au passage des cyclones ou pendant les crises sismiques et volcaniques. Lors des tempêtes, les matériaux mobilisés sont entraînés dans les cours d'eau sous forme de coulées de débris et de laves torrentielles. Les glissements de terrain, les coulées de boues et les laves torrentielles présentent un danger pour les infrastructures situées en montagne et pour les populations généralement concentrées dans la frange côtière à l'embouchure des rivières. Les objectifs de ce projet sont de mettre au point, de valider et d'exploiter des techniques de localisation de prévision et de caractérisation des glissements de terrain et des laves torrentielles à partir de données de télédétection haute et ultra-haute résolution, de techniques géophysiques ainsi que de mesures in situ, des flux d'eau et de matière dans les rivières.
2- description du projet, méthodologie
L'île volcanique de la Guadeloupe, dans les Antilles françaises, possède un relief escarpé couvert par une végétation dense. L'île a subi le cyclone « Marylin » en 1995 dont les traces sont encore visibles dans le paysage. Elle a subi aussi une crise sismique en 2004 (séisme des Saintes) qui a aussi contribué à déstabiliser les flancs du volcan. Tous les ans, la saison des pluies provoque des laves torrentielles. L'île de la Guadeloupe est donc un site adapté pour l'étude des relations entre mouvements de terrain et cyclones ou séismes.
Deux bassins versants ont été sélectionnés sur les flancs du volcan de la Soufrière : « Bras-David» (versant au vent, plus arrosé) et « Vieux-Habitants » (versant sous le vent, plus sec). Le contraste de climat entre ces deux bassins permettra d'explorer l'influence de ce paramètre sur la fréquence et l'amplitude des écoulements gravitaires. Les flux des rivières principales de ces deux bassins sont suivis depuis le début des années 70 (par l'ORSTOM puis la DIREN).
Le projet se déroulera en quatre étapes.
La première étape permettra de suivre l'évolution sur le long terme des bassins versants suite au cyclone Marylin. L'ensemble des données aériennes (IGN) et satellites (Spot LandSat) de télédétection ainsi que les archives du BRGM seront étudiées depuis 1994 afin de définir un état anté cyclone et un état post cyclone permettant de mesurer les surfaces affectées par des glissements de terrain lors du cyclone et les zones remobilisées lors des évènements moins violents des années suivantes (visibles sur les courbes de débits des rivières). Ce travail se fera à la résolution des images soit entre 1 et 2 mètres pour les images aériennes et entre 10 et 15m pour les images satellites. Il conduira à la réalisation de Modèles Numériques de Terrain et d'images ortho-rectifiées. Ces données permettront également à l'Université des Antilles et de la Guyane (Alain Rousteau) et au Parc National de Guadeloupe d'étudier l'impact des glissements de terrain (réitérés) sur la biodiversité et son évolution au long terme (vitesse de revégétalisation, nature des végétaux colonisateurs, …).


La seconde étape sera consacrée (a) à la mise au point et à la pose d'appareils de mesure de flux de matière en rivière et (b) au développement d'un auto-pilote pour un hélicoptère radiocommandé (déjà existant et disponible). Cet appareil ainsi modifié permettra d'atteindre et d'imager des zones inaccessibles à pied.
Au cours de la troisième étape, des cartographies ultra haute résolution (de l'ordre de quelques décimètres) de glissements de terrain récents et d'une zone de fond de rivière seront réalisées avec, respectivement, l'hélicoptère et un sondeur multifaisceaux petits-fonds. Des mesures géophysiques (méthodes électrique et sismique) effectuées par le BRGM permettront de compléter le jeu de données par la mesure des propriétés des masses physiques en jeu dans les zones affectées par des glissements.
La quatrième étape consistera à répéter ces mesures au cours des trois années suivantes afin de suivre l'évolution des zones en glissement et d'évaluer la taille des blocs emportés au fond des rivières lors des crues de l'année. En cas de cyclone ou de crise sismique, une campagne de terrain sera effectuée pour mesurer l'impact immédiat de ces évènements.
3- résultats attendus
Le produit de ces travaux sera intégré dans un Système d'Information Géographique évolutif permettant de croiser les informations topographiques géologiques, pédologiques, botaniques et météorologiques aux données sur la situation et les caractéristiques des glissements de terrain et des laves torrentielles. Ce SIG permettra d'étudier les relations entre événements déclencheurs et localisation et caractéristiques des masses glissées. Son exploitation pourra permettre in fine d'établir des prévisions en cas de crise sismique, climatique ou volcanique. La mise au point des méthodes de mesures de flux in situ et de télédétection ultra-haute résolution constituera elle même un résultat appliqué important.