Chapitre 1 Introduction : Contexte et Motivations

14 Introduction : Contexte et Motivations
corrélation claire entre les valeurs de L/H = 1/R et les valeurs des volumes écoulés n’est
confirmée [25, 16]. Une autre formulation possible tient compte de la surface et du volume
occuppés par les dépôts et non seulement la longueur parcourue. De façon générale, ce type
d’analyse souffre des incertitudes sur les valeurs mesurées des longueurs parcourues, surfaces
ou volumes occupés, en particulier dans le cas d’écoulements anciens. Il est également
difficile d’évaluer a posteriori la proportion de fluide dans les débris lors de l’écoulement.
Les données géométriques sur la forme des dépôts peuvent donc être assez difficile à interpréter.
Différents mécanismes de lubrification ont été proposés qui expliqueraient le
comportement mobile des débris : influence de l’air piégé dans l’écoulement, présence de
particules très fines, pression de pore générée par l’échauffement des matériaux [124]. Aucune
de ces propositions, à ce jour, ne s’est confirmée comme processus fondamental de
la dynamique des écoulements [116].
1.2 Modélisation physique des écoulements gravitaires
La nécessité de parvenir à une modélisation physique des écoulements de débris qui
permette la prédiction des ruptures de pentes et qui puisse fournir une estimation acceptable
des longueurs parcourues par les écoulements réside en particulier dans la protection
des populations et des édifices civils exposés. La conception de modèles physiques pour
décrire des systèmes aussi complexes va supposer l’adoption d’hypothèses sur le comportement
des matériaux qui vont dépendre d’un compromis entre réalisme et simplicité. La
phase de déclenchement ou de rupture de pente est classiquement appréhendée dans le
cadre de la mécanique des sols, tandis que la phase dynamique d’écoulement est abordée
avec les outils de l’hydrodynamique.
1.2.1 L’analyse de stabilité
Les problèmes de stabilité de pente sont classiquement abordés dans le cadre de la
théorie de la plasticité. Lorsque le sol est soumis à des contraintes suffisamment faibles,
la déformation résultante, petite, est élastique. Quand la contrainte dépasse un certain
seuil, des déformations irréversibles apparaissent et le matériau entre dans un régime de
déformation plastique (voir Figure 1.5). Ces déformations vont mener à la rupture, soit
suivant un plan unique, soit par coalescence de ruptures plus petites. Les déformations
du milieu sont représentées par un tenseur de déformation ɛ, les contraintes qui lui sont
appliquées par un tenseur σ. La réponse en déformation à l’application de contrainte σ
dépendent de la rhéologie du matériau. Cette rhéologie est contenue dans le tenseur élastoplastique
constitutif C. Les déformations sont alors reliées aux contraintes appliquées par
la relation :
ɛ = Cσ.