Dendrogeomorphic assessment of rockfall recurrence intervals at Saint Paul de Varces, Western French Alps
Évaluation dendrogéomorphologique de l’intervalle de récurrence des chutes de pierre à Saint-Paul-de-Varces, Alpes françaises
Résumé
Determination of spatial and temporal patterns of rockfall events remains a serious challenge in most mountain areas and especially when it comes to quantitative hazard assessments, because of the scarcity and incompleteness of long-term records. This lack of reliable baseline data is particularly problematic in urbanized areas where rockfall risk tend to increase as urbanization is climbing up on slopes. On forested slopes, dendrogeomorphic methods have been applied repeatedly to fill this data gap, as they provide both spatial and temporal reconstructions of past rockfall events with high accuracy. In this study, the systematic mapping of 1,004 broadleaved trees at Saint-Paul-de-Varces (French Alps) was used to document a total of 1,516 rockfall scars visible on the surface of stems. We then coupled the so-called scar counting approach with the conditional impact probability concept, so as to estimate the likelihood of those rockfalls which did not collide with trees. This coupled method allows estimating and mapping of recurrence interval of rockfalls. Our results show a clear reduction of rockfall frequency in the down slope direction as well as a noticeable lateral change in it. This is consistent with the concave profile of the slope and the barrier effect of trees at the study site. These findings also demonstrate, on one hand, the usefulness of broadleaved tree species to reconstruct rockfall frequencies and, on the other hand, the efficiency of our approach to reveal spatio-temporal patterns of rockfall activity. The approach presented here could become a powerful tool for rockfall hazard assessments which, coupled with a 3D-modelling of block trajectories, will further allow computation of frequency - intensity maps on forested slopes.
La détermination de la fréquence, de l’intensité et de la distance d’arrêt des chutes de blocs est complexe. La rareté et l’aspect lacunaire des inventaires sont particulièrement problématiques pour le zonage de l’aléa, notamment dans les zones urbaines où le risque lié aux chutes de pierre augmente avec l’urbanisation croissante des versants. Sur les versants forestiers, la dendrogéomorphologie a été utilisée, à plusieurs reprises, pour pallier ces lacunes. Cette méthode, basée sur l’analyse et la datation des impacts dans les séries de cernes de croissance, a permis notamment la reconstruction des événements passés sur plusieurs décennies avec des résolutions spatio-temporelles élevées mais a majoritairement été utilisée sur des résineux. Dans cette étude, 1 004 feuillus et 1 516 cicatrices d’impacts liées aux chutes de blocs ont été systématiquement inventoriés et cartographiés sur une parcelle de 0,6 ha localisée sur les contreforts du massif du Vercors (Alpes françaises du Nord) dans la commune de Saint-Paul-de-Varces. Ces données, couplées à une courbe allométrique (âge/diamètre) et au concept de probabilité conditionnelle d’impact – dont l’objectif est d’estimer la fréquence des chutes de pierre ne laissant aucune trace dans la végétation – ont permis de quantifier et de cartographier précisément la période de retour de l’aléa sur le versant. Les résultats mettent en évidence une diminution très marquée de la fréquence des chutes de pierre de l’amont (> 3 impacts par an) vers l’aval (< 0,2 impact par an) de la parcelle liée au profil longitudinal concave du versant et à l’effet barrière de la forêt. Transversalement, de fortes variations sont également enregistrées, les fréquences maximales étant enregistrées à proximité de talwegs dans lesquels se concentrent les chutes de blocs. Nos résultats démontrent la fiabilité des essences de feuillus de l’étage collinéen pour reconstruire la fréquence des chutes de pierre. Ils mettent également en évidence l’efficacité de notre approche, basée sur un simple comptage des impacts sur les tiges, pour une cartographie précise de la récurrence de l’aléa. Cette approche pourra être utilisée, dans le futur, (i) pour calibrer des modèles trajectographiques de chutes de blocs et (ii) cartographier la fréquence/intensité de l’aléa avec une résolution spatio-temporelle élevée.