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Les méthodes de la géomorphologie

Fiche 1.1.2
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Dans les régions de montagne, l’information est le plus souvent ‘’cachée’’ et difficilement accessible. Sa collecte nécessite alors l’utilisation de différentes méthodes, dont quelques exemples d’application (liste non exhaustive) sont présentés ci-dessous. Chacune d’entre elles possèdent des avantages et des inconvénients. L’utilisation conjointe de ces différentes approches permet une interprétation fiable de l’occurrence et de l’évolution des phénomènes géomorphologiques.

Cartographie géomorphologique
La cartographie géomorphologique a pour but de délivrer des informations sur la géométrie des formes du relief, la nature et la structure des formations superficielles, l’activité des processus et l’âge des formes du relief (fig.1). Elle est un outil préalable indispensable pour cibler correctement les emplacements où seront mis sur pied des méthodes plus coûteuses et exigeantes en matériel.

Stations météorologiques et hydrologiques
Les variables météorologiques comme la température de l’air et les précipitations (pluie et neige), ainsi que les écoulements de surface (débit) jouent un rôle fondamental dans l’évolution des phénomènes glaciaires, périglaciaires, gravitaires et torrentiels. Les Alpes suisses disposent d’un large réseau de stations de mesures exploité par Météosuisse, l’Institut pour l’étude de la Neige et des Avalanches de Davos (SLF) et diverses institutions universitaires ou privées (fig.2).

Méthodes sédimentologiques
L’analyse des dépôts sédimentaires (granulométrie, faciès…) permet à la fois de différentier leurs conditions d’érosion, leurs conditions de transport, ainsi que les conditions de dépôt (et leur évolution). L’analyse du positionnement dans l’espace de différents dépôts permet de dater de façon relative des évènements géomorphologiques : par exemple l’emboîtement de terrasses ou le positionnement de moraines a permis de développer le modèle des 4 glaciations de Penck & Brückner (1909), le dépôt de varves…

Méthodes thermiques
Le meilleur moyen de connaître les caractéristiques thermiques et l’évolution d’un terrain (par exemple d’un pergélisol) est de mesurer sa température directement en forages. D’autres méthodes (moins coûteuses) permettent de documenter le régime thermique de la surface du sol… et de disposer ainsi d’une information indirecte des conditions régnant dans le sous-sol : utilisation en continu de capteurs autonomes (GSTM), cartographie momentanée des températures de la surface du sol en hiver à l’aide de sondes BTS… (fig.3).

Méthodes géodésiques
Les méthodes géodésiques (GPS, théodolites…) permettent à la fois la localisation de points de mesures (lors de répétition), la cartographie ainsi que la mesure de déplacement de la surface du terrain. Le suivi de nombreux cas critiques situés à l’aplomb de voies de communication ou de zones habitées fournit ainsi une information précieuse dans la gestion des risques naturels en montagne (fig.4) !

Méthodes géophysiques
Les matériaux cachés dans le sous-sol possèdent des propriétés physiques qui leur sont propres: résistance au courant électrique, vitesse de propagation des ondes sismiques (figs. 5 & 6)… Ces propriétés varient notamment selon le type de roche, le contenu en eau liquide, la présence de glace, la température, la porosité… Les méthodes géophysiques permettent ainsi d’acquérir à moindre coût une information indirecte de la nature du sous-sol, sans à avoir à le détruire (tranchée…).

Télédétection
La télédétection concerne l'acquisition d'informations à distance (par ex. d'un avion, d'un satellite…) par le biais de multiples instruments (radar, lasers, appareils photographiques…) utilisant différentes longueurs d’onde. Ces méthodes sont par exemple utilisées pour déterminer les changements à grande échelle des surfaces englacées, pour évaluer l’ampleur et la vitesse de déplacements de différents types de terrain (fig.7)…

Méthodes de datation absolue
La datation absolue d’évènements géomorphologiques (par exemple : âge d’un glissement de terrain ou de la glace d’un glacier) par l’utilisation de différentes méthodes : carbone14, étude de cernes des arbres par dendrochronologie et dendrogéomorphologie, analyse de tourbières,…

Fig. 1 - Carte géomorphologique utilisant la légende mise sur pied par l’Institut de Géographie de l’Université de Lausanne.
 

Fig. 2 - Relevé des données d’une station météorologique.
 

Fig. 3 - Utilisation de sondes BTS et capteur thermique autonome (à g.). Relation entre différentes techniques de mesures thermiques du pergélisol, et différentiation en termes de résolution spatiale et temporelle (à d.)..
 

Fig. 4 - Mesures du déplacement de terrain par GPS différentiel… demandant parfois quelques talents
d’équilibriste et de balayeur!
 

Fig. 5 - Application de méthodes géophysiques en milieu alpin : installation d’un profil de géoélectrique (à g.), sismique-réfraction au marteau (au centre) et géoradar (à d.).
 

Fig. 6 - Un exemple de profil géophysique (géoélectrique ici) réalisé sur un glacier rocheux. La couleur bleue (terrain résistant au courant électrique) indique la présence d’un pergélisol riche en glace ; les couleurs brunes un terrain non gelé (conducteur).
 

Fig. 7 - Déplacement du glacier d’Aletsch (VS) observé par interférométrie radar satellitaire en 1 jour (7 – 8 mars 1996). Un fringe (‘’un cycle de couleur’’) correspond à un déplacement d’environ 2.8 cm.

 

 
High Mountain and Periglacial Systems

Société Suisse de Géomorphologie (SSGm) - Fiches pour l'enseignant - Chapitre 1 : Introduction
Last update : 31 août 2009 - Questions ou remarques sur le site ?