Surveillance par inspection visuelle depuis le fond de la stabilité d anciennes cavités minières (Bassin ferrifère normand, May-sur-Orne, Calvados).

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1 Surveillance par inspection visuelle depuis le fond de la stabilité d anciennes cavités minières (Bassin ferrifère normand, May-sur-Orne, Calvados). - MEDDE / L. Mignaux après-mine

2 a p r è s - m i n e Trois questions à Jean-Luc Foucher Directeur Risques et Prévention «LA SÉCURITÉ DES TERRITOIRES MINIERS NÉCESSITE UNE MOBilisation significative ET constante.» _Les anciens bassins miniers sont dans une situation unique de gestion par le BRGM pour le compte de l État. Un premier bilan? J.-L.F. : 2011 a marqué une étape importante dans la surveillance et la gestion opérationnelle des risques miniers, puisque tous les grands bassins d exploitation de charbon, de fer et de potasse sont désormais gérés par le BRGM, à l exception de quelques sites polymétalliques disséminés et en cours de mise en sécurité par les exploitants. Dans le cadre de la mise en œuvre de la directive relative aux déchets de l industrie extractive, une attention particulière est portée par nos soins à d anciens sites miniers sensibles où des travaux de confinement et de stabilisation doivent encore être conduits. _Cela nécessite des moyens et une méthode Nous nous attachons à harmoniser les dispositifs de surveillance. Le BRGM s efforce de capitaliser et de diffuser les observations au bénéfice de tous les acteurs de l aménagement des territoires concernés. Cela fonctionne déjà très bien pour les données qualitatives et quantitatives relatives aux eaux souterraines. Nous généralisons la télégestion de l ensemble des points de surveillance. La valorisation des données a permis la mise en ligne sur Internet de ces éléments de connaissance pour l information du public tout en permettant d améliorer la performance du renseignement minier. _Comment travailler sur le long terme en matière de risques? Les phénomènes que nous surveillons évoluent de façon variable. Deux exemples concernant leur cinétique : la remontée des eaux dans le bassin houiller du Nord-Pas de Calais se poursuivra sur plusieurs dizaines d années, alors qu à l inverse la dégradation de certains ouvrages souterrains comme les piliers de protection des zones exploitées peut s effectuer en quelques années et implique la réalisation de travaux lourds de génie civil La sécurité des territoires miniers nécessitera donc notre mobilisation, significative et constante, sur le long terme. B R G M / S e r v i c e g é o l o g i q u e n a t i o n a l / R a p p o r t d a c t i v i t é / A P R È S - M I N E d o m a i n e s d e c o m p é t e n c e GESTION OPÉRATIONNELLE D INSTALLATIONS HYDRAULIQUES DE SÉCURITÉ / EXPLOITATION - SURVEILLANCE DE DISPOSITIFS DE PRÉVENTION DES RISQUES / MAÎTRISE D OUVRAGE DÉLÉGUÉE DE TRAVAUX DE MISES EN SÉCURITÉ / GESTION DES ARCHIVES TECHNIQUES INTERMÉDIAIRES MINIÈRES / GESTION - DIFFUSION DE L INFORMATION MINIÈRE / DOSSIERS ET ÉTUDES TECHNIQUES D ANCIENS SITES MINIERS 61

3 a p r è s - m i n e fa i t s m a r q u a n t s Renseignement minier : mise en place du service en ligne [3] Inscrite au code minier, l activité de «renseignement minier», assurée par le département Prévention et Sécurité minière du BRGM, a vu l ensemble de ses données centralisées et mises en ligne sur le site Web du DPSM ( Un site ouvert à tous et très utilisé par les notaires dans le cadre des transactions foncières dans les anciens bassins miniers principalement exploités par Charbonnages de France. Moselle Arrêt du captage du gaz de mine [4] Lors de l ennoyage des mines du bassin houiller lorrain, la sécurité en surface vis-à-vis du gaz de mine a été principalement assurée par le captage dans les vides miniers. Après extraction de plus de 94 millions de Nm 3 de méthane, la remontée de l eau dans la mine ayant fortement réduit la quantité du gaz de mine, la valorisation a été définitivement arrêtée le 2 décembre Mines de potasse d Alsace Prise en charge des installations [1] Les installations de prévention et de sécurité des mines de potasse d Alsace ont été prises en charge par le département Prévention et Sécurité minière du BRGM en septembre piézomètres, 51 puits de pompage et un réseau d évacuation des saumures permettent d assurer la désalinisation de la nappe phréatique et le suivi de sa qualité. La surveillance concerne également 5 terrils étanchés et 22 têtes de puits de mine remblayés. Corrèze Cublac - Limousin : mise en sécurité de puits [2] Sur le site de Cublac en Corrèze, l UTAM Centre-Ouest du BRGM a procédé à la mise en sécurité de 7 puits d anciennes exploitations de charbon en activité de la fin du 17 e au début au 20 e siècle. Les puits, profonds de quelques mètres à plus de 100 m, ont été comblés, et cinq d entre eux, à proximité d un chemin de randonnée, ont fait l objet d aménagements particuliers pour mettre en valeur leur intérêt patrimonial. Une opération qui a permis également de mettre en valeur d anciennes installations, comme des bacs de lavage. 94,4 millions de Nm 3 de méthane contenu dans le gaz de mine ont été captés et valorisés entre 2008 et 2011 dans des installations de cogénération sur le bassin houiller lorrain Pas-de-Calais Remise en état des équipements de prévention des puits de Sallaumines [5] Face à la dégradation des dalles de fermeture et des équipements de surveillance de têtes de puits de la concession de Courrières (Pas-de-Calais, fermée en 1955), des travaux de réfection ont été entrepris par l UTAM Nord, qui a réalisé deux nouvelles dalles de fermeture en béton armé équipées de dispositifs de contrôle du gaz de mine et du remblai, conformes à la réglementation. Haute-Corse Concession de Calenzana : mise en sécurité d ouvrages miniers La concession de plomb et de cuivre située sur les communes de Calenzana et de Galéria, dans le département de Haute-Corse, a fait l objet de travaux importants en 2011 : fermeture d une galerie et d un puits de mine, clôture par un portail d accès métallique et un grillage de «la grande tranchée» de plusieurs dizaines de mètres de profondeur, sécurisation de surplombs. Aude Concession de Salsigne : instrumentation d une petite crise sismique Novembre 2011 : les populations de Salsigne (Aude), à proximité de l ancienne mine d or, ressentent fortement un événement sismique de magnitude pourtant faible (2,5 sur l échelle de Richter) Tout de suite, le BRGM déploie un réseau de stations sismiques afin de mieux détecter et de localiser l événement. Une surveillance qui a permis d enregistrer plus d une dizaine de microséismes (magnitude entre 0 et 1,6) à des profondeurs entre 500 m et 1,5 km, soit en dessous des ouvrages miniers. Une sismicité à l aplomb de zones non urbanisées qui exclut tous risques directs en surface, ce qui a permis de rassurer les populations. 62

4 1 Terril Joseph Else Ouest, terril sous surveillance après stabilisation par étanchement et végétalisation (Wittelsheim, Haut-Rhin). MDPA 2 Tête de puits ancien aménagée pour mettre en valeur son intérêt patrimonial (Cublac, Corrèze). 3 Le portail de mise en ligne des informations sur les activités minières. 4 Dispositif utilisé pour le captage du gaz de mine (Marienau, Moselle). 5 Aménagement de la tête de puits pour les mesures de prévention sur le puits de Sallaumines (Pas-de-Calais) B R G M / S e r v i c e g é o l o g i q u e n a t i o n a l / R a p p o r t d a c t i v i t é / A P R È S - M I N E

5 a p r è s - m i n e P r o j e t p h a r e GAZ DE MINE : MéTHODOLOGie pour maîtriser le risque dans les bassins houillers L arrêt des exhaures, à savoir du pompage de l eau d infiltration, entraîne l ennoyage d une mine après sa fermeture. Problème : le charbon continue de dégager des gaz qui sont mis sous pression par la montée en eaux, avec le risque de fuite à travers les puits ou les fractures naturelles du terrain. Comment maîtriser ce risque lié au gaz de mine? Réponses avec cette méthodologie par le BRGM. 64 Une fois la mine fermée, le charbon ne s arrête pas pour autant de «vivre». Il dégage du méthane, qui est alors emprisonné dans les vides miniers par la montée des eaux issues de l ennoyage naturel. Il s ensuit un phénomène de surpression bien connu dans les différents bassins houillers, mais qui peut se révéler dangereux en provoquant des «chasses de gaz de mine» vers la surface. La maîtrise du risque lié au gaz de mine est capitale pour des raisons de sécurité, du fait de la nature hautement inflammable du méthane. Une méthodologie a donc été développée par l exploitant de l époque. Sur cette base et tout au long du temps nécessaire pour que le réservoir soit ennoyé totalement et en équilibre, un suivi rigoureux des paramètres dynamiques, un réajustement des études géologiques en fonction de Dispositif de sondage de décompression installé à l issue de l étude méthodologique sur le puits Camblain-Châtelain (Nord-Pas de Calais). - A. Seddiki 150 ans Durée de mise en pression hydraulique du réservoir Nord-Pas de Calais durant laquelle le DPSM devra assurer une surveillance pour maîtriser le gaz de mine au travers, entre autres, de 73 sondages de décompression l ennoyage et un calibrage et un suivi des mesures de sécurité, tous menés par le département Prévention et Sécurité minière du BRGM dans les différents bassins houillers français, sont aujourd hui la clé de cette maîtrise. Migration du gaz par les terrains Le gaz de mine est fixé à la surface externe de chaque grain de charbon, ainsi qu à l intérieur du fait de ses innombrables fissures. Il se dégage par désorption, en vertu de conditions de pression définies par les courbes des isothermes d adsorption propres à chaque veine de charbon. Celui-ci désorbe naturellement à une pression supérieure à 1 bar, mais il peut aussi libérer le gaz par captage entre 0 et 1 bar. C est la mine tout entière qui vient à se transformer en réservoir de méthane! La définition du risque est alors établie selon deux concepts. S il y a migration par les terrains, le risque est défini de façon théorique comme le «croisement entre la susceptibilité des terrains à laisser passer le gaz et la vulnérabilité en surface,

6 zone atex 15 m CH 4 Couches superfiicielles Veine de charbon Vides miniers Aquifère minier Remontée de l aquifère minier Trajectoire du CH4 CH4 Principe des dispositifs sondage de décompression mis en place pour évacuer le méthane lors de la remontée de la nappe phréatique dans les mines abandonnées. - P. Défossez c est-à-dire la possibilité de rencontrer des éléments sensibles comme des habitations ou des installations industrielles». Des sondages de décompression sont forés aux points hauts du réservoir de gaz de mine afin de permettre une décompression «passive» en continu du réservoir. Ici, tout dépend de la capacité naturelle des terrains à permettre la migration. Le BRGM surveille les installations et les équipements implantés à l aplomb de ces zones et ajuste des études géologiques pour optimiser les conditions de remontée dans le but de maîtriser le risque tout au long de la phase de remontée des eaux. Migration par les ouvrages Dans le cas de la migration par les ouvrages comme un puits de mine, le risque est décrit comme le «croisement entre l aléa qui correspond à l occurrence de l événement et la vulnérabilité de surface». Le BRGM étudie alors «l occurrence de l événement», à savoir la probabilité que le gaz s échappe par certains ouvrages, et procède à des opérations de prévention. Des ouvrages miniers ont ainsi pu être fermés tout en maintenant un réseau de galeries de fond permettant au gaz de circuler. Des travaux d étanchéité de puits et de tenue des têtes de puits ont été réalisés, afin de prévenir toute remontée par ces ouvrages débouchant au jour et un équipement spécifique a été mis en place pour maîtriser la sortie du gaz en surface en cas de pressurisation du réservoir. Le BRGM effectue enfin des mesures semestrielles de pression et de teneur en méthane, ainsi que des vérifications de l étanchéité en contrôlant, par exemple, la stabilité de la colonne de remblai des puits. De manière générale, tous les objets miniers pouvant mettre en communication le réservoir minier avec la surface font l objet de surveillance. Le but de toutes ces actions : garantir la bonne maîtrise du risque lié au gaz de mine. Le tout, en intégrant des enjeux économiques et environnementaux. «Le BRGM Poursuit le suivi des méthodologies pour maîtriser le risque d émanation de gaz en surface, tout en intégrant les enjeux économiques et environnementaux.» Sandrine Lemal, Directrice de l unité territoriale après-mine Nord B R G M / S e r v i c e g é o l o g i q u e n a t i o n a l / R a p p o r t d a c t i v i t é / A P R È S - M I N E 65

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