Faire une inspection visuelle du terrain sur les cartes topographiques standard (1:25'000 et ou 1:10'000). Cette première étape permet de définir le pourtour de la zone d'étude. Ensuite, on positionne et nomme sur un SIG les éléments importants par rapport au projet.

La détermination du périmètre d'étude fixé doit se faire en prennant en compte une zone légèrement plus grande que l'objet à étudier afin de permettre la contextualisation du projet.

• But : Définir la zone d'étude et reconnaître rapidement la topographie locale.
• Quand : Au tout début
• Résultat : Positionnement cartographique, altitudes, éléments marquants, etc.
• Prérequis : -
• Utile pour : Définition de la zone d'étude

• Carte nationale échelle 1:25'000
• Plan d'ensemble échelle 1:10'000

1. Analyse visuelle
2. Identification des :
   • noms
   • altitudes (évtl. points de triangulation)
   • zones d'éboulis
   • zones glaciaires
   • zones rocheuses

Les carte au 25'000 sont un document de base qui est tenu régulièrement à jour, mais dont la dernière version peu dater de 6 ans environs. L'échelle permet de rapidement se faire une vision d'ensemble, mais ne permet pas de voir tous les détails

Le plan d'ensemble ne peut être entièrement remplacé par des données du MNT, entre autres pour tous les éléments textuels.

Le modèle numérique de terrain (MNT) est une représentation digitale de la topographie obtenue par interpolation d’un nuage de points géoréférencé dont l’altitude est connue. Il peut être obtenu à partir de plusieurs méthodes différentes (LiDAR terrestre ou aéroporté, photogrammétrie aérienne ou satellite, etc).

• But : Document de base permettant une représentation visuelle de la topographie.
• Quand : Un MNT doit immédiatement être disponible dans l’étude. Dans le cas où il n’existe pas ou si la qualité est insuffisante, un relevé doit être commandé le plus rapidement possible.
• Résultat : Une grille raster régulière contenant les valeurs d’altitude.
• Prérequis : Détermination de la zone d'étude
• Utile pour :
  • Analyse géomorphométrique
  • Cartographie
  • Implantation des profils de géophysiques
  • Implantation des forages
  • Calcul des volumes

• Densité idéale de points bruts pour l’interpolation : 6 – 10 points/m²
• Résolution : 0.5 – 1m (éventuellement 2m)
• Précision ±1 cm à ±20 cm selon le procédé utilisé
• Choix du système de projection (CH1903, MN95, UTM 32N)
• Choix du format (ASCII, XYZ, courbes de niveau)

1. La grille raster doit pouvoir être visualisée dans un logiciel SIG en 2D, 2.5D ou 3D.
2. Une analyse de la qualité doit être réalisée en calculant la densité de points par pixel (sous SAGA importer les points X,Y,Z en “point cloud” puis en les convertissant en “Modules | Shapes | Point Cloud | Conversion | Point Cloud to Grid”, info web).
3. A partir de la grille du MNT, il est possible de générer les courbes de niveaux.
4. La comparaison de deux MNT pris à des moments différents dans le temps permet une analyse des variations de volume du système paraglaciaire (flux et fonte par exemple).

• Suivant la méthode d'acquisition choisie il est nécessaire d'adapter le cahier des charges (il diffère entre la photogrammétrie et une acquisition LiDAR).
• La procédure de contrôle de qualité (densité des points par m², nombre de points minimum, cohérence avec les régions avoisinantes) doit être établi dès le départ
• Selon les techniques d’acquisition choisies (principalement pour la photogramétrie), des repères dont la position est connue avec quelques centimètres de précision doivent être posés au sol pour assurer un géoréférencement précis. La mise en évidence de changements brusques de la topographie (crêtes, cassures de pentes) peut demander un gros travail.
• Si la qualité du MNT n'est pas suffisante, les comparaisons avec d'autres données ou les comparaisons temporelles seront entachées d'une forte incertitude.
• Le résultat doit être compatibles avec les outils disponibles (SIG, logiciel 3D).

L’utilisation de drones ou d'autres moyens d'acquisition bons marchés va entraîner une diminution des coûts de production des MNT et ouvrir la possibilité à de multiples acquisitions pour établir des comparaisons entre levés et analyser la dynamique d'un système étudié.

La puissance des logiciels et du matériel informatique va permettre de traiter des volumes de données de plus en plus important pour des analyses plus fines qui touchent des zones d'études plus larges.

Deux techniques ont été utilisées dans le cadre de l’étude du CREALP et les travaux d’acquisition confiés à des entreprises professionnelles :

1. Photogrammétrie (Liapeys de Grône). Un MNT de 1 m de résolution a été produit. Le résultat est satisfaisant. Cette méthode ne permet pas le rendu de la rugosité de la couverture de débris.
2. LiDAR – Light Detection and Ranging – (Glacier Bonnard). Des MNT de plusieurs résolutions différentes (jusqu’à 0.5 m) ont été utilisés. Le résultat est excellent et permet de distinguer un grand nombre de blocs de la couverture rocheuse.

Le traitement d'un couple d'images aériennes stéréophotographiques permet de créer une image unique où les déformations dues à la parallaxe sont rectifiée selon le plan XY (pour la méthode par ex. Kääb et al., 1997). L'image obtenue, l'orthophoto, a une échelle uniforme, permettant de mesurer des distances planes. Sur la base d'une série d'orthophotos prisent à des années différentes, il est possible de détecter des changements, par exemple le mouvement de blocs, la régression d'une niche, etc. L'analyse proposée ici est une inspection qualitative qui aide à déterminer la zone d'étude. Une analyse plus fine des orthophotos sera proposée dans la phase préparatoire de la détection des déplacements.

• But : Définir l'ampleur des changements topographiques et leur extension spatiale
• Quand : Avant la première campagne de terrain
• Résultat : Pourtours des zones avec du changement (format vectoriel)
• Prérequis : Analyse des documents existants pour déterminer de la zone d'intérêt
• Utile pour : La définition de la zone d'étude et la prédétermination de la technique de mesure des mouvements.

• Précision ±3-5 m (terrain accidenté)
• Résolution 0.5 m
• Connaître les dates de vols
• Choix du système de projection (CH1903, MN95)
• Format geoTIFF (le format compressé ECW pas ne permet un travail suffisamment précis)

1. Recherche des images disponibles (avec détermination de la date de vol si possible)
2. Repérage visuel des formes ayant changé
3. Digitalisation de l'enveloppe des zones ayant subit des changements

Les photographies aériennes orthorectifiées n'existent en standard que depuis les années 1990. Pour les périodes précédentes, seuls les couples d'images stéréophotographiques existent.

Les orthophotos vont augmenter en qualité (pixel à 25 cm) et en disponibilité. En parallèle la capacité des ordinateurs permettra de réaliser une détermination automatique des transformations qui se sont produites sur la zones par auto-corrélation d'image (Debella-Gilo and Kääb, 2011; Travelletti et al., 2012).

Sur la zone du glacier Bonnard, les prises de vues des années 1980 sont de très mauvaise qualité, alors que celles des années 1960, bien que non orthorectifiées, sont de bonne facture.

La carte géologique fournit des renseignements détaillés sur les couches superficielles du sous-sol (affleurement rocheux), les éléments tectoniques (failles, axes de pli, pendages de pente structurales, etc.), ainsi que les formes quaternaires (glaciers rocheux, vallums morainiques, éboulis, etc.). Des commentaires détaillés sur les différentes formations visibles sur la carte ainsi que des coupes géologiques sont disponibles dans une notice explicative.

• But : Faire une première interprétation de la couverture géologique et de la nature des terrains sur la zone d’étude.
• Quand : Avant la première visite de terrain.
• Résultat :
  • Définition de l'extension de la zone d'étude.
  • Couches vectorielles des éléments importants (afin de travailler de façon cohérente, voir la méthode).
  • Coupes géologiques préliminaires.
• Prérequis : Analyse des documents existants → détermination de la zone d'intérêt
• Utile pour :
  • La détermination de la zone d'intérêt
  • La cartographie
  • La planification de la géophysique
  • L'implantation des forages

• Fond topographique → 1:25'000
• Minute originale → 1:10'000

1. Analyse visuelle de la zone est réalisée
2. Au besoin une vectorisation de la carte sera réalisée pour pouvoir être superposée à d'autres éléments (ToolMap).

En Suisse, les cartes géologiques sont disponibles sous forme de carte raster géoréférencées et récemment sous forme vectorisées.

Il existe une certaine subjectivité dans la description des failles et des couches quaternaires faisant varier l'exhaustivité de l'information entre les différentes cartes.

Dans certains cas, un levé complémentaire pourra être nécessaire

Plusieurs cartes ou documents peuvent être disponibles, comme la répartition locale du permafrost, l’inventaire des glaciers rocheux, des cartes géomorphologiques, des photos d’archives, etc.

• But : Augmenter les connaissances de base avant la première campagne de terrain.
• Quand : Avant la première visite de terrain.
• Résultat : Couches vectorielles des éléments importants et/ou images géoréférencées
• Prérequis : Recherche des documents existants
• Utile pour : Cartographie

• Cartes géomorphologiques; diverses échelles, couverture partielle
• Cartes de distibution du permafrost; divers date de référence, divers modèles utilisés
• Autres aspects (INSAR, végétation, infra-rouge, etc.)

1. Consultation des sites
   • Catalogue de projet
   • Permaforst OFEV ou PERMANET
   • Géomorphologie sur des sites d'Universités (par exemple UNIL)
   • Articles scientifiques
2. Analyse visuelle
3. Si nécessaire digitalisation

Ces documents n'ont pas tous le même niveau de précision (choix de l'échelle, but du levé, etc.) et pour un thème donné la qualité de l'information n'est pas uniforme sur le territoire.

Les cartes de répartition régionale du permafrost sont à prendre à titre indicatif. Ces cartes sont déduites des paramètres topographiques et calibrée empiriquement avec la présence de glaciers rocheux. Elles servent comme premier élément d'analyse et doivent être complétées par des observations de terrain. Plus récemment, des algorithmes plus sophistiqués ont été utilisé avec de bons résultats (par exemple pour la feuille CN-1326 Rosablanche, DeLuigi 2011).

En Suisse, il n'y a pas de couverture exhaustives avec le thème “géomorphologie”, mais par secteur, il est possible de trouver des levés détaillés auprès des universités (principalement de Genève, Lausanne, Berne, Zürich, etc.).

Les grandes sociétés hydro-électriques ont aussi parfois de l'information (ou tout au moins connaissance des sources d'information).

Analyse de documents historiques (textes ou photos), de l'étymologie, etc. qui permettent de déterminer les changements du paysage, l'identification précoce du danger et/ou la fréquence des événements. De plus en plus les sources sont disponibles sur internet.

• But : Prendre en compte l'information existante
• Quand : Dès que possible
• Résultat : Notice
• Prérequis : Connaître l'existence des données
• Utile pour : Les étapes suivantes

• diverses

1. Les sources suivantes doivent être consultées (pour le Valais):
   • Les documents
     Médiathèque (puis aller dans “01 - LE TERRITOIRE, UN PAYS, DES HOMMES / TERRITORIUM, LAND UND LEUTE ⇒ 1.03 - Nature, environnement / Natur, Umwelt ⇒ 01.03.04 - Catastrophes naturelles, accidents / Unfälle, Naturkatastrophen”).
   • L'étymologie
     site de Henry Suter
   • Les photos
     Médiatèque Valais
     Memoriav
     Notre Histoire
2. Les événements et les ouvrages de protection su site doivent être connus.
   • La dendrochronologie
     Laboratoire de dendrochronologie
   • Bases de données maintenues au niveau fédéral, concernant les événements (StorMe), les ouvrages de protection (ProtectMe) et de l'extraction des sédiments (SOLID); information depuis l'OFEV, ou depuis Base événement CREALP

Ces données doivent être traitées avec la prudence nécessaire à l'analyse des données historiques.

L'analyse des documents historiques (parfois compilés dans les notices des cartes de dangers) permet de renseigner sur la dynamique du danger. L'utilisation de photos anciennes permet aussi de suivre l'évolution du bassin sur une longue durée. Si des ouvrages de protection ont été construits, il est parfois possible de retrouver les rapports de dimensionnement. Dans le cas des plages de dépôt une chronique des extractions est très utile pour définir le niveau de dangerosité du torrent issu du site investigué. Comme pour toutes utilisations des données historiques en relation avec les dangers naturels, il faut se méfier de l'augmentation du nombre d'événements relevés au fur et à mesure que l'on se rapproche de la période actuelle. L'intérêt des données historiques croit avec la durée sur laquelle elles sont de qualité identique, afin, de pouvoir augmenter cette durée l'utilisation de la dendrochronologie est très utile. Toutefois ces données doivent être aussi considérées avec un regard critique. Il est toujours intéressant de savoir si les toponymes locaux peuvent avoir une signification dynamique ou géologique. Par exemple, la zone de Bonnard alimente un torrent nommé le Péterey, dont l'étymologie veut dire boueux, bourbeux , ce qui indique une activité historique en lave torrentielles sur les pâturages et renseigne ainsi sur une certaines activité.

Analyse des données des cartes anciennes en comparaison avec l'état actuel.

• But : Identifier la dynamique de la zone
• Quand : Dès que possible
• Résultat : Notice
• Prérequis : Bonne définition de l'état actuel
• Utile pour :
  • Prise en compte de la dynamique
  • Pour la modélisation 3D

• Carte Dufour échelle 1:100'000, parution de 1845 à 1865.
• Carte Siegfried échelle 1:50'000, parution de 1870 à 1926 (mais les levés ont pu avoir été fait 20 ans plus tôt).

1. Géoréférencement local
2. Interprétation des formes majeures
3. Superposition

Figure 1.1 Comparaison entre l'extension glaciaire déduite de la carte Siegfried et le terrain actuel

• Tout d'abord pour une utilisation diachronique, il faut remonter à la date du levé et non de la parution (dans le cas du glacier Bonnard, le levé original date de 1859, la gravure de 1873 et la parution de 1878).
• Ensuite, le système de projection est différent (projection de Bonne pour la carte Siegrfried et cylindrique pour le système CH1903) et suivant la position en Suisse, le passage d'un système à l'autre engendre des distorsions (dans notre cas de 0.4 à 0.5 m selon l'axe est-ouest et de -3.5 à -3.9 m selon l'axe nord-sud).
• Pour une feuille donnée, malgré les corrections de projection, il existe aussi des distorsions intra-feuilles, qui doivent être corrigée (Niederöst, 2005).
• Enfin, en fonction des instructions relatives à l'établissement de la carte Siegfried, de l'échelle de la carte et de l'épaisseur des traits, une marge d'erreur de ± 35 m doit être prise en compte en moyenne (au maximum ± 75 m).