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Les mouvements de terrain

Affaissements et effondrements

Les phénomènes

Ces phénomènes sont liés à la présence de cavités souterraines d'origine naturelle (phénomène de dissolution ou de suffosion) ou anthropique (exploitation souterraine, sape de guerre).

Les affaissements sont des dépressions topographiques en forme de cuvette dues au fléchissement lent et progressif des terrains de couverture.

Les effondrements résultent de la rupture des appuis ou du toit d'une cavité souterraine, rupture qui se propage jusqu'en surface de manière plus ou moins brutale, et qui détermine l'ouverture d'une excavation grossièrement cylindrique. Les dimensions de cette excavation dépendent des conditions géologiques, de la taille et de la profondeur de la cavité ainsi que du mode de rupture. Ce phénomène peut être ponctuel ou généralisé et dans ce cas concerner des superficies de plusieurs hectares. S'il est ponctuel, il se traduit par la création de fontis plus ou moins importants, dont le diamètre est généralement inférieur à cinquante mètres.

L'effondrement du Granier
L'effondrement du Granier

Des pluies diluviennes provoquent, le 24 novembre 1248, l'effondrement d'une partie du mont Granier, extrémité nord du massif de la Chartreuse, en Savoie. Plusieurs villages sont ensevelis. Plus de cinq mille personnes périssent dans la catastrophe. Les éboulis forment au pied du Granier un chaos rocheux, les « Abymes », accueillant aujourd'hui un vignoble très typé. Le 26 juin 1953, un autre éboulement important a lieu, qui ne fait pas de victime.

L'aléa

Les paramètres naturels influençant l'aléa

La géologie : les matériaux ont une influence déterminante sur le déclenchement et l'évolution de ces phénomènes. Ils doivent être favorables à la création et au développement de cavités. La nature des terrains surmontant les cavités conditionne également le développement en surface du mouvement.

L'hydrogéologie : la création de cavités naturelles dans le sous-sol est liée aux circulations souterraines d'eau qui entraînent des phénomènes d'érosion et d'altération dans les formations traversées. Dans les matériaux solubles tels le calcaire formation de réseaux karstiques ou le gypse, les écoulements souterrains d'eau dissolvent et entraînent les matériaux, formant ainsi ces cavités.

Le gouffre de Padirac
Le gouffre de Padirac est l'un des plus célèbres
exemples français de cavité souterraine effondrée.

Les paramètres anthropiques influençant l'aléa

Les cavités souterraines : l'exploitation de matériaux du sous-sol dans des marnières, des carrières ou des mines, puis l'abandon de ces structures peuvent entraîner des affaissements ou des effondrements. Le creusement de sapes de guerre durant la Première Guerre mondiale est également à l'origine de cavités, mal localisées.

Effondrement de cavité
Effondrement de cavité

Les marnières : on estime entre 100 000 et 150 000 le nombre de marnières, exploitations artisanales du sous-sol, dans les seuls départements de l'Eure et de la Seine-Maritime. De par leur localisation peu précise (absence fréquente d'archives, plans de situation inexistants, distribution aléatoire), elles entraînent un risque notable, d'autant plus qu'elles atteignent des profondeurs importantes et qu'on ne sait pas les détecter.

Les sapes de guerre sont des galeries creusées lors de la Première Guerre mondiale, destinées à la progression des troupes. Le contexte de leur création fait qu'elles ne sont pas toutes répertoriées et localisées [ci-dessous, entrée d'une sape en Champagne].

Entrée d'une sape en Champagne
Entrée d'une sape en Champagne

Le risque

Les affaissements sont des mouvements lents et progressifs. S'ils ne présentent en général pas de risque pour les personnes, ils peuvent avoir des conséquences sur les ouvrages en surface, allant de la simple fissuration jusqu'à la ruine complète.

Les effondrements ont un caractère soudain, augmentant ainsi la vulnérabilité des personnes. Au cours des années 2001 et 2002, trois personnes ont trouvé la mort en France, suite à des phénomènes d'effondrements. Les ouvrages sont également vulnérables et détruits entièrement dans la majeure partie des cas.

En plus des risques sur les vies humaines et les infrastructures, ces mouvements ont des conséquences économiques. Leur survenue entraîne des coûts dus aux réparations, ainsi qu'éventuellement à l'arrêt des activités du secteur concerné. La mise en place de mesures de protection entraîne également des dépenses qui sont en général supportées par les collectivités locales et l'État. Si aucune protection ne s'avère efficace, le coût de l'expropriation et du relogement des populations menacées est à prendre en compte.

Les techniques de protection

Deux méthodes de protection peuvent être envisagées. La protection active consiste à éviter le déclenchement du mouvement. La protection passive s'attache à en contrôler les conséquences.

La protection active consiste ici à soutenir et à consolider les cavités. Pour cela, il est possible de réduire la portée des vides en aménageant des appuis supplémentaires, par la réalisation de piliers en maçonnerie, dans les cavités accessibles, ou l'injection de coulis (mélange de béton et d'adjuvants) formant des plots. Si le vide considéré est proche de la surface, il est impératif de contrôler les infiltrations d'eau qui vont accentuer le phénomène.

La protection passive vise à renforcer les structures des constructions menacées pour qu'elles ne subissent pas les conséquences des affaissements. La réalisation de fondations profondes, traversant la cavité, peut être un autre moyen de se protéger. Enfin, les réseaux enterrés doivent être conçus dans des matériaux résistants aux déformations.

Mesure de protection contre les effondrements
Exemple de mesures de protection contre les effondrements

Lorsqu'une cavité souterraine est repérée sous un bâtiment existant ou projeté, on peut soit remplir la cavité, si elle est petite, soit implanter des fondations profondes si elle est trop grande.

 

Quelques définitions

Le fontis est une dépression en surface résultant de l'effondrement d'une cavité souterraine, naturelle ou non.

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