Gestion des dangers « Spitze Stei »

Sur le « Spitze Stei » au-dessus du lac d’Oeschinen, de grands effondrements rocheux menacent, lesquels pourraient se transformer en coulées de débris et atteindre les zones habitées de la commune de Kandersteg. Depuis 2018, le versant instable fait l’objet d’investigations approfondies et d’une surveillance continue. L’objectif des travaux est d’estimer le plus précisément possible les dangers émanant du Spitze Stei et de pouvoir gérer en toute sécurité de futurs événements. GEOTEST SA assume des tâches centrales dans ce grand projet.

Kandersteg, Berner Oberland
46° 28′ 39″ N, 7° 43′ 24″ O

2018 – heute

SITUATION INITIALE : glissement du Spitze Stei

Le versant instable du Spitze Stei s’étend sur une surface d’un demi-kilomètre carré et comprend environ 16 millions de mètres cubes de roches et d’éboulis, dans une zone d’altitude comprise entre 2 200 et 3 000 m (cf. carte ci-après).

Le flanc du Spitze Stei est bordé à l’est par la niche de rupture de l’éboulement du Fisistock. Cet éboulement, survenu il y a 3 200 ans, a mobilisé environ 800 millions de mètres cubes de matériau rocheux et les a déposés dans la vallée de la Kander jusqu’en dessous de Kandergrund, sur une distance de plus de 10 kilomètres. De nombreux autres éboulements récents autour du lac d’Oeschinen témoignent de la configuration géologique délicate en matière de risques d’éboulements, due aux alternances de couches de marnes, d’argiles et de calcaires de la nappe du Doldenhorn, inclinées vers le nord-ouest.

Carte d’ensemble montrant la zone de glissement du Spitze Stei (surface colorée en rouge), le lac d’Oeschinen et la zone habitée de Kandersteg. Le glissement se situe entre 2 200 et plus de 3 000 m d’altitude, dans une zone où le pergélisol se dégrade rapidement. Les points colorés représentés dans la zone de glissement servent de repères pour les animations et illustrations présentées plus bas. Les carrés de coordonnées mesurent un kilomètre de côté.

Image de titre : blocs calcaires inclinés dans la partie supérieure du glissement. Cf. la personne au centre de la photo pour l’échelle.

Schrägansicht des oberen Bereichs der Rutschung Spitze Stei (vgl. roter und grüner Punkte für räumliche Orientierung in der obigen Karte) und der westlich davon liegenden Gleitfläche des Fisistockbergsturzes. Wechsellagerung und Schichteinfallen der Sedimente sind klar erkenntlich. Unterhalb des roten Punkts ist das markante Nackental entlang des Ostgrats des Spitze Stei sichtbar, das sich aufgrund der jüngsten starken Bewegungen gebildet hat

Vue oblique de la partie supérieure du glissement du Spitze Stei (cf. les points rouge et vert comme repères spatiaux dans la carte ci-dessus) et de la surface de glissement de l’éboulement du Fisistock située à l’ouest. L’alternance des couches et l’inclinaison des strates sédimentaires sont clairement visibles. Sous le point rouge apparaît le vallon du Nackental, le long de l’arête est du Spitze Stei, formé en raison des récents mouvements intenses.

Le versant du Spitze Stei correspond à un vestige affaissé – mais non écroulé – des éboulements mentionnés ci-dessus. Ces dernières années, les vitesses de déplacement et l’activité d’effondrement ont fortement augmenté, ce qui indique une déstabilisation croissante. Le dégel du pergélisol et l’augmentation de la pression de l’eau dans la montagne jouent probablement un rôle déterminant dans la réactivation du versant.

Actuellement, des vitesses de déplacement de plusieurs mètres par an sont mesurées dans de vastes zones du versant (cf. animations ci-dessous). Les fréquents effondrements de paquets rocheux et d’éboulis illustrent la forte dynamique du versant. Les mouvements profonds, de plus en plus importants, indiquent que de grands effondrements rocheux pourraient se produire à l’avenir.

Animation der Rutschung von 2020 - 2024.

Déplacements du terrain au Spitze Stei, du 21 septembre 2020 au 23 août 2024. L’échelle rouge de 25 m dans la vue agrandie sert à quantifier les mouvements du terrain, qui atteignent plusieurs mètres par an dans une grande partie du glissement. Des effondrements rocheux sont également visibles dans plusieurs secteurs.

Modèles numériques de terrain animés du Spitze Stei pour les années 2021 à 2024 (date d'enregistrement en haut à droite). Les points colorés servent de repères pour comparaison avec d’autres animations et illustrations.

Luftbild vom Aufnahmestandort der obigen Animation, mit Blick auf die Rutschung, den unterliegenden Oeschibach sowie das Dorf Kandersteg. Oben links im Foto ist die Gleitfläche des Fisistockbergsturzes sichtbar.

Vue aérienne du point de prise de vue de l’animation ci-dessus, avec vue sur le glissement, l’Oeschibach en contrebas et le village de Kandersteg. En haut à gauche se distingue la surface de glissement de l’éboulement du Fisistock.

COMPÉTENCE : évaluation des dangers

L’évaluation des dangers vise à estimer aussi précisément que possible les risques pour les zones situées en dessous du Spitze Stei. Depuis 2018, de nombreux travaux ont été réalisés sur la montagne afin de disposer de bases fiables pour cette évaluation: mesures des mouvements du terrain, cartographies géologiques et forages exploratoires.

Le traitement des données recueillies a notamment permis de réaliser une carte détaillée des phénomènes et un modèle géologique 3D à haute résolution du versant instable. Les illustrations suivantes montrent la carte des phénomènes ainsi qu’un profil longitudinal traversant le glissement.

Une version interactive du modèle 3D est accessible via le lien suivant.

Karte der Phänomene für die Rutschung Spitze Stei. Die verschiedenen Farbtöne kennzeichnen Rutschkompartimente, die sich bezüglich Bewegungsrate, Bewegungsrichtung und/oder Art des mobilisierten Materials (Fels bzw. Schutt) von den benachbarten Kompartimenten unterscheiden. Die Buchstaben A und B kennzeichnen den Verlauf des nachfolgend gezeigten Längsprofils.

Carte des phénomènes du glissement du Spitze Stei. Les différentes nuances de couleur indiquent des compartiments de glissement qui se distinguent par leur vitesse de déplacement, leur direction ou le type de matériau mobilisé (roche ou éboulis). Les lettres A et B marquent le tracé du profil longitudinal présenté ci-dessous..

Le modèle géologique 3D du Spitze Stei a constitué une base essentielle pour définir les scénarios d’effondrement. Fin 2024, dix scénarios différents ont été distingués, avec des volumes allant de quelques centaines de milliers à plusieurs millions de mètres cubes. Alors qu’un effondrement complet du versant (16 millions de m³) est considéré comme improbable sur les dix prochaines années, un effondrement partiel de plusieurs millions de m³ est jugé possible.

Les zones d’impact attendues ont été délimitées grâce à des simulations de propagation, dans lesquelles plusieurs scénarios – par ex. en conditions humides ou sèches – ont été pris en compte de manière probabiliste.

Längsprofil durch den zentralen Teil der Rutschung Spitze Stei. Der Verlauf des Profils ist in der vorangegangenen Karte der Phänomene mit den Buchstaben A und B gekennzeichnet. Rutschkompartimente, geologische Formationen und Schichtmächtigkeiten sind im Profil eingezeichnet.

Profil longitudinal à travers la partie centrale du glissement du Spitze Stei. Le tracé du profil est indiqué par les lettres A et B sur la carte précédente. Les compartiments de glissement, formations géologiques et épaisseurs des couches sont représentés dans le profil.

L’illustration suivante montre les résultats de ces modélisations probabilistes pour les dix principaux scénarios du processus "effondrement”. Les zones d’impact du processus consécutif “coulée de débris” ne sont pas représentées.

Wirkungsräume für den Prozess Sturz für die zehn Haupt-Abbruchszenarien. Die roten Linien begrenzen die Abbruchgebiete am Spitze Stei, die grünen Flächen die betroffenen Auslaufbereiche. Oben rechts befindet sich der Oeschinensee, oben links das Siedlungsgebiet von Kandersteg. Die Eintretenswahrscheinlichkeit bezieht sich auf den Zeitraum der nächsten 10 Jahre. Die farbigen Punkte im untersten Panel dienen dem Vergleich mit den weiteren Animationen und Abbildungen.

Zones d’impact pour le processus d'effondrement pour les dix principaux scénarios d’effondrement. Les lignes rouges délimitent les zones d’effondrement au Spitze Stei, les surfaces vertes les zones d’écoulement affectées. En haut à droite se situe le lac d’Oeschinen, en haut à gauche la zone habitée de Kandersteg. La probabilité d’occurrence se réfère aux dix prochaines années. Les points colorés dans le panneau inférieur servent de repères pour d’autres illustrations.

COMPÉTENCE : gestion des dangers

Compte tenu des grands volumes potentiels d’effondrement et du fort potentiel de dommages dans les zones concernées, la gestion des dangers du Spitze Stei joue un rôle central. Dans ce cadre, le versant instable est surveillé en continu à l’aide de systèmes GPS, de tachymètres, de radars et de caméras (cf. illustrations ci-dessous).

Frontansicht der Flanke Spitze Stei mit Positionen der installierten GPS, Messreflektoren und Kameras. Bei den Reflektoren handelt es sich um die Zielprismen für die automatisierten Tachymetermessungen.

Vue frontale du versant du Spitze Stei avec positions des GPS, réflecteurs et caméras installés. Les réflecteurs sont des prismes-cibles destinés aux mesures tachymétriques automatisées..

GPS-Messstation im oberen Bereich des Spitze Stei.

Station GPS dans la partie supérieure du Spitze Stei.

Instrumentestandort Rosshubel mit automatischem Tachymeter (a), Kamera (b) und Radar (c, platziert in Schutzhütte, vgl. Inset für Innenansicht)

Site d’instrumentation Rosshubel avec tachymètre automatique (a), caméra (b) et radar (c, placé dans un abri – cf. vignette pour vue intérieure).

Reflektor-Verschiebungen des Jahres 2021, um Faktor 25 verlängert (1 m Massstab als Referenz) und farbkodiert nach Datum. Die aus den dreidimensionalen Reflektorpositionen berechneten Gleitwinkel und Richtungen (Azimuthe) sind ebenfalls annotiert.

Déplacements des réflecteurs de l’année 2021, prolongés par un facteur 25 (échelle de 1 m en référence) et codés par couleur selon la date. Les angles de glissement et directions (azimuts), calculés à partir des positions 3D des réflecteurs, sont également indiqués.

Le versant instable est régulièrement relevé par drones afin de déterminer les vitesses de déplacement en surface et les volumes d’effondrement. Les modèles de hauteur utilisés pour les animations présentées au début ont été générés à l’aide de drones. Outre les animations, des champs de déplacement en surface sont également calculés (cf. animation ci-dessous).

Vorbereitung der Vermessungsdrohne zur Befliegung der Flanke des Spitze Stei.

Préparation du drone de mesure pour le survol du versant du Spitze Stei.

Valeurs moyennes issues des données de suivi, codées selon la vitesse de déplacement.

Des mesures continues de la température du sol, de la température de l’air, des précipitations et de la hauteur de neige complètent les mesures de déplacement. Les paramètres précipitations et fonte des neiges influencent particulièrement les vitesses de mouvement dans le glissement et sont intégrés dans les modélisations Now-/Forecast des vitesses.

Les données de surveillance et les modèles associés sont analysés régulièrement par GEOTEST. L’évaluation aboutit à des cartes de dangers avec niveaux de danger associés, communiqués dans le cadre d’appréciations de la situation allant de hebdomadaires à quotidiennes. Si nécessaire, des mesures (p. ex. fermetures, évacuations) sont recommandées à la commune de Kandersteg. Ces mesures sont autant que possible pré-planifiées dans les concepts de sécurité et les plans d’urgence. Les travaux de GEOTEST au Spitze Stei contribuent ainsi durablement à accroître la sécurité dans la vallée.

Wetterstation zur Messung meteorologischer Parameter unterhalb der Rutschung Spitze Stei

Station météorologique pour mesurer les paramètres météorologiques sous le glissement du Spitze Stei.

La campagne de mesures continue menée par GEOTEST assure durablement une sécurité accrue dans la vallée.

Christian Kienholz, chef de projet senior

Impressions:

Des prises de vue aériennes réalisées au drone sont ensuite traitées photogrammétriquement pour obtenir des modèles de hauteur et des orthophotos précis.