Thèse Rôle du Changement Climatique et de l'Anthropisation sur l'Occurrence et l'Activité des Instabilités de Versant du Grand-Est Charon H/F - 51

Établissement : Université de Reims Champagne - Ardenne
École doctorale : Ecole Doctorale Sciences Humaines et Sociales
Laboratoire de recherche : GEGENA - Groupe d'Etude sur les Géomatériaux et ENvironnements Anthropisés
Direction de la thèse : Nicolas BOLLOT
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-29T23:59:59

Dans la région Grand-Est, de nombreux mouvements de terrain sont recensés. L'activité de ces instabilités est corrélée aux précipitations et à la recharge des aquifères. Ce schéma annonce des instabilités de plus en plus courantes en contexte de changement. A l'échelle régionale subsiste un verrou scientifique sur la prédiction temporelle et spatiale de ces mouvements. L'impact anthropique (aménagement du territoire...) reste aussi peu évalué et les connaissances sur les mécanismes d'instabilités sont lacunaires.
Le projet CHARON vise à comprendre ces mécanismes et à proposer un outil de gestion du risque. D'abord, le projet propose un inventaire complet des instabilités grâce au Lidar HD du territoire et le suivi de 4 terrains-ateliers particulièrement affectés et représentatifs du Grand-Est : vignobles champenois et alsacien, vallée de la Moselle et Ardennes. Ensuite, des scénarii seront étudiés pour évaluer l'évolution des instabilités et proposer un modèle multi-paramètres de susceptibilité des versants.

Dans la région Grand-Est, de nombreux cas de mouvements de terrain sont recensés, comme dans les vignobles champenois (Rilly-la-Montagne, Vandières...) et alsacien (Zellenberg...), le long de l'autoroute A34 dans les Ardennes ou encore dans la vallée de la Moselle. Ces mouvements engendrent régulièrement des dégâts importants, surtout lorsque les enjeux sont forts.

Ainsi, à l'Est du Bassin parisien, plusieurs exemples d'instabilités de versant sont répertoriés dans la BDMvt du BRGM, ils se concentrent principalement en Champagne, dans la vallée de la Moselle et en Alsace voire dans la partie ardennaise de la vallée de la Meuse. Les fronts de cuesta sont aussi régulièrement affectés par les instabilités. En Champagne, les versants de la Montagne de Reims, extrémité orientale de la Côte d'Ile-de-France, sont particulièrement touchés. Un liseré d'instabilités sur les fronts des côtes d'Argonne, de Meuse, de Moselle, de Wardnt ou encore de la côte infraliasique sont aussi identifiables sur les compilations d'inventaires du BRGM.

Cette distribution dépend de l'intérêt porté aux instabilités dans la région et est donc biaisée par l'occupation anthropique des différents milieux. Plusieurs études (PPR, inventaires...) se sont intéressées à ces instabilités depuis les années 1980 ou 1990, ils font cependant l'objet d'un nombre de publications scientifiques plus restreint. Ainsi en Lorraine, de nombreux glissements de terrain affectent les versants, comme dans la vallée de la Moselle ou sur les fronts de cuestas, et sont étudiés. Dans le département de la Moselle par exemple, 504 communes sur 728 sont identifiées comme susceptibles d'être affectées par des glissements de terrain selon un rapport du BRGM de 2002 (Thomaïdis et al., 2002). En Alsace, les mouvements de terrain sont également nombreux et dépendent notamment de la structure géologique ( Chabart et al., 2006) mais aussi à des aménagements humains (Audru et Messin, 2000). En Champagne, de nombreuses études montrent l'impact des ressources en eau en contexte d'en jeu économique très fort (Ortonovi et al., 2021 ; Bollot et al., 2025).

D'une manière générale, les versants des vallées de la région sont régulièrement affectés par des instabilités. S'il existe peu de documents, l'inventaire de la BDMvt et une simple visualisation des images RGE ALTI de 1 mètre permettent de comprendre que les versants sont affectés par des glissements de terrain mais aussi par des instabilités de natures diverses (coulée, effondrement...). Ces inventaires restent cependant à préciser.

Le projet CHARON s'inscrit pleinement dans la continuité des recherches menées sur les mouvements de terrain en contexte de bas plateaux au sein du GEGENA. Il intégrera donc toutes les connaissances et les compétences de l'équipe de recherche.

Dans la région Grand-Est, de nombreux cas de mouvements de terrain sont recensés, comme dans les vignobles champenois (Rilly-la-Montagne, Vandières...) et alsacien (Zellenberg...), le long de l'autoroute A34 dans les Ardennes ou encore dans la vallée de la Moselle. Ces mouvements engendrent régulièrement des dégâts importants, surtout lorsque les enjeux sont forts.

Les études récentes en contexte de bas plateaux montrent l'importance des ressources en eau sur le déclenchement et le comportement des mouvements de terrain. Elles montrent que l'activité est corrélée non seulement aux précipitations mais aussi, de manière plus indirecte, à la recharge des aquifères. En effet, les précipitations sont souvent mises en avant pour les mouvements les plus modestes alors que le rôle de la vidange des aquifères (hystérèses inertielles) est prépondérant pour les phénomènes les plus importants (Bollot et al., 2015, Bollot et al. 2022, Bollot et al. 2025). Les mouvements les plus volumineux constituent une couverture semi-perméable qui détermine un aquifère sous-jacent semi-captif. Lors des périodes de recharge (reconstitution des aquifères suite à une période de précipitation excédentaire), la vidange des nappes s'opère difficilement le long des plans de glissement (zone de cisaillement) et provoque ainsi, à terme, la saturation des masses glissées via un processus de drainance. L'augmentation de la pression interstitielle qui en résulte est à l'origine des nombreuses réactivations actuelles (Bollot et al., 2023). En parallèle, les modifications apportées pour les activités humaines (défrichement, infrastructures, réseaux...) constituent une pression intense sur la stabilité des versants en modifiant leur fragile équilibre. Ce schéma annonce des instabilités de plus en plus courantes ces prochaines années dans un contexte de changement climatique où des périodes de précipitations excédentaires devraient être de plus en plus intenses et récurrentes.

A l'échelle régionale subsiste un verrou scientifique sur la prédiction temporelle et spatiale des instabilités de versant. L'information sur l'impact anthropique inhérente à l'aménagement du territoire et sur les modalités de fonctionnement des mouvements de terrain dans leur contexte hydroclimatique sont particulièrement lacunaires. Ces informations sont pourtant primordiales pour comprendre les comportements actuels et futurs des mouvements de terrain, surtout en contexte de changement climatique où les instabilités tendent à être de plus en plus nombreuses. Il s'agit ici d'un impératif pour définir des moyens de gestion du risque précis et efficace.

Le projet CHARON vise à comprendre les mécanismes des instabilités de versant sur le territoire du Grand-Est pour proposer un outil de gestion sur la susceptibilité dans un contexte de changement climatique. Dans un premier temps, le projet propose donc un inventaire complet des instabilités grâce à une analyse semi-automatique du territoire possible avec le Lidar HD (disponible en libre-service). Cette base de données complétera les bases de données actuelles et les mettra à jour. En parallèle, 4 terrains-ateliers, particulièrement affectés par les mouvements de terrain, feront l'objet d'un suivi régulier par images satellites (Sentinel-1, Sentinel-2...) et par drone (capteurs lidar et multispectral) ainsi que d'une analyse complète pour qualifier et identifier les différents forçages (anthropique, climatique...) grâce notamment à des analyses statistiques et diachroniques (défrichement, activités humaines, précipitations, niveau des nappes...). Ces terrains seront tous positionnés dans des milieux spécifiques et représentatifs du Grand-Est pour une extrapolation des résultats : vignoble champenois, vignoble alsacien, vallée de la Moselle, et Ardennes. Dans un second temps, et dans un but de géoprospective, des scénarii seront étudiés pour évaluer l'évolution des comportements des instabilités dans le contexte du changement climatique et ainsi permettre une gestion du risque mouvement de terrain adaptée en proposant un modèle multi paramètres de susceptibilité des versants aux mouvements de terrain.

Le.la doctorant.e utilisera l'approche LiDAR pour modéliser les mouvements de terrain de l'ensemble de la région et construire un inventaire complet et unique mis à jour qui révèlera l'état des instabilités actuelles. Le territoire du Grand-Est est déjà majoritairement couvert par les images du LiDAR HD de l'IGN. Les derniers secteurs (Ardennes, ouest de la Marne et nord de la Lorraine seront disponibles en 2026, ce qui permettra un traitement dès le début du projet. Cette technologie est privilégiée car, après traitement du nuage de points, un MNT est constitué à haute résolution dans tous les contextes (agricole, viticole, forestier...), elle pourra tout de même être compléter par des photographies aériennes et des images satellitales. Pour développer une méthodologie de détection semi-automatique, qui ne nécessitera qu'un travail de vérification post traitement, l'utilisation de l'intelligence artificielle est planifiée pour la mise en place du protocole, du traitement (LRM, Sky View Factor, ombrage différentiel...) et de l'interprétation. L'IA pourra aussi permettre de calculer les évolutions des instabilités.

En parallèle, 4 terrains-ateliers représentatifs des instabilités de la région seront équipés et étudiés. Ils feront l'objet d'un suivi régulier par images satellites (Sentinel-1, Sentinel-2...), dont l'accès aux données est gratuit, mais aussi par drone (capteurs lidar et multispectral que le GEGENA a acquis récemment) ainsi que d'une analyse complète pour qualifier et identifier les différents forçages (anthropique, climatique...) grâce notamment à des analyses statistiques et diachroniques d'éventuels défrichements, d'activités humaines... Ces données seront confrontées aux données climatiques et hydrogéologiques de chaque site (précipitations, niveau des nappes...) pour comprendre l'ensemble des forçages et déterminer le fonctionnement des instabilités. Le drone LiDAR permettra également de suivre l'évolution sur 3 ans d'une instabilité par site et de comprendre la corrélation entre les déplacements et les différents forçages. Ces terrains seront tous positionnés dans des milieux spécifiques et représentatifs du Grand-Est pour une extrapolation des résultats : vignoble champenois, vignoble alsacien, vallée de la Moselle, et Ardennes.

Cette première phase permettra de développer des modèles de susceptibilité déjà initiés en Champagne viticole (Ortonovi et al., 2021) mais pas encore testé sur le reste du territoire. Ces modèles doivent déterminer les zones où la probabilité de déclenchement et/ou de propagation des instabilités sont les plus importantes. L'intégration des données climatiques aux modèles ainsi que la possibilité d'utiliser l'intelligence artificielle aboutira à des modèles permettant de prendre en compte l'évolution futur des instabilités de la région Grand-Est dans un contexte de changement climatique. Ils doivent ainsi offrir à l'ensemble des acteurs locaux des connaissances nécessaires pour la mise en place de nouvelle infrastructures (construction de voies de circulation, implantation de zones économiques...) ou de travaux divers (exploitation viticole, défrichement...).