Effondrement sur la parcelle ZH 45, Commune de Champeaux-sur-Sarthe (Orne) Avis du Brgm. Rapport final

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1 Effondrement sur la parcelle ZH 45, Commune de Champeaux-sur-Sarthe (Orne) Avis du Brgm Rapport final BRGM/RP FR Juin 2008

2 Effondrement sur la parcelle ZH 45, Commune de Champeaux-sur-Sarthe (Orne) Avis du Brgm Rapport final BRGM/RP FR Juin 2008 Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 08 PIR A07 M. DURIEZ Vérificateur : Nom : D. MOIRIAT Date : 09/06/2008 Approbateur : Nom : J-F. PASQUET Date : 11/06/2008 Signature : Signature : Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

3 Mots clés : effondrement, cavité anthropique, marnière, sables de Mortagne, commune de Champeaux-sur-Sarthe, Orne, Basse-Normandie. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : M. Duriez (2008) Effondrement sur la parcelle ZH 45, Commune de Champeaux-sur-Sarthe (Orne). Avis du Brgm. Rapport BRGM/RP FR, 45 p., 5 ill., 2 ph., 3 ann. BRGM, 2008, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

4 Synthèse A la demande de la Préfecture de l Orne (SIDPC-61) et dans le cadre des missions d appui aux administrations, le Brgm s est rendu sur la commune de Champeaux-sur- Sarthe le 4 juin L effondrement s est produit dans la journée du 6 mai 2008 dans un jardin alors que la locataire des lieux creusait à coups de bêche cet endroit pour niveler le terrain à la suite de passages répétés d un tracteur. Lors de la visite du Brgm, l effondrement était uniquement recouvert par une dalle en bois à l intérieur du jardin clos sur lequel est implantée une habitation. L orifice, de forme rectangulaire de 0,45 m X 0,6 m, débouche sur une cavité en profondeur en sous-cavage sous le terrain dont le mur est à environ 4 à 5 m de profondeur en pente "douce" vers le Sud. Celle-ci s étend depuis le lieu de l effondrement en direction du Sud sur une longueur de 5 m environ pour une largeur de 2,5 m et une hauteur de 1,50 à 2 m. Il n est pas exclu que le cône d éboulis formé en aplomb de l effondrement masque le départ d une prolongation de la cavité vers le Nord ou vers l Est alors que la paroi Ouest ainsi qu au moins une partie de la paroi Est de la cavité sont visibles depuis la surface. Ce mouvement de terrain n a pas évolué d après les locataires des lieux depuis sa survenance. Aucune ondulation ni fissure au sol ne laisse à penser une possible évolution du mouvement. L effondrement a été provoqué par un départ de matériaux en profondeur en raison de la présence d une cavité souterraine manifestement anthropique en raison de traces d outils visibles sur les parois. Il devrait s agir de traces d exploitation. Les passages répétés d un tracteur juste avant la survenance de l effondrement ont très probablement joué un rôle déterminant dans son déclenchement, ainsi que dans une moindre mesure, le travail à la bêche des dépressions formées sur le terrain. Le printemps 2008 ayant été assez humide, les précipitations du mois de mars et d avril ont probablement contribué à l activation du mouvement de terrain. Dans un premier temps, il est vivement recommandé : - de ne pas approcher les bords de l effondrement, voire de descendre dans la cavité. La mise en place d un périmètre de sécurité avec un balisage de sécurité (type rubalise ou barrières) est recommandée. Le périmètre doit circonscrire l effondrement et une distance de 2 m depuis l effondrement en direction du Nord et du Sud (zone souscavée) ; - de limiter les déplacements d engins mécaniques type tracteur à l aplomb de la zone concernée, les bords sous-cavés pouvant potentiellement céder sous une charge trop conséquente. BRGM/RP FR 3

5 Compte tenu que l extension et la géométrie de la cavité mise à jour restent inconnues précisément à ce jour, et notamment qu il existe des extensions potentielles tant à l Est qu au Nord (vers la RD271), il est recommandé de réaliser rapidement des investigations, soit par des reconnaissances spéléologiques après avoir mobilisé le cône d éboulis si cela est envisageable dans les conditions de sécurité requises ; soit par des moyens indirects telle qu une méthode géophysique adaptée à la configuration du site (type microgravimétrie). Une fois la géométrie et l extension de la cavité totalement connues et validées si besoin par des forages de reconnaissance (dans le cas d investigations géophysiques), il faudra ensuite traiter cette cavité en la comblant par exemple avec des matériaux homogènes et inertes type graviers. Le périmètre de sécurité et la limitation de circulation d engins mécaniques lourds type tracteur doivent être maintenus jusqu à l achèvement des travaux. Enfin, toute évolution notable doit être signalée à la mairie. 4 BRGM/RP FR

6 Sommaire 1. Introduction Situation géographique contexte géologique Faits constatés Eléments recueillis Diagnostic Recommandations Conclusion Bibliographie...23 BRGM/RP FR 5

7 Liste des illustrations Illustration 1 : Localisation de la localité de Champeaux-sur-Sarthe (extraits modifiés des cartes IGN au 1/ , R02, carte régionale de Normandie( IGN))... 7 Illustration 2 : Localisation du site examiné (extraits modifiés de la carte IGN 1816 ET Forêt de Reno-Valdieu au 1/25 000( IGN, 2000))... 9 Illustration 3 : Localisation du site examiné sur la carte géologique au 1/ (Extrait modifié de la carte géologique de Mortagne-au-Perche, n 252, BRGM, 1998) Illustration 4 : Localisation de l effondrement sur l extrait cadastral Illustration 5 : Coupe schématique de la cavité souterraine en N-S Planches photographiques Photo 1 : L effondrement dans le jardin (indiqué par la flèche) Photo 2 : L effondrement en surface Liste des annexes Annexe 1 : Extrait cadastral fourni par la mairie (localisation de l effondrement par la flèche) Annexe 2 : Fiche descriptive du mouvement de terrain observé Annexe 3 : Fiche de description de la cavité observée BRGM/RP FR

8 1. Introduction A la demande de la Préfecture de l Orne (SIDPC-61), du 19 mai 2008, le Service Géologique Régional Basse-Normandie du BRGM s est rendu le 4 juin 2008 sur la commune de Champeaux-sur-Sarthe (Illustration 1) pour examiner un effondrement qui a eu lieu le 6 mai 2008 sur la parcelle ZH 45 sur un terrain privé, dans le bourg à environ 20 m de l habitation de la parcelle, à environ 15 m de la mairie, située sur la parcelle voisine et à 10 m environ de la RD 271. ORNE SARTHE Illustration 1 : Localisation de la localité de Champeaux-sur-Sarthe (extraits modifiés des cartes IGN au 1/ , R02, carte régionale de Normandie( IGN)) L effondrement s est produit en pleine journée, au milieu d un jardin privé. Un tracteur était passé à plusieurs reprises à cet endroit à l occasion de travaux. Des dépressions avaient été creusées par le passage de l engin. La locataire des lieux a voulu ensuite remodeler le terrain au niveau de ces dépressions à l aide d une bêche. C est lors de cette opération qu un effondrement s est produit dans une dépression au passage de l outil. La mairie a été alertée dans la journée, qui a elle-même alerté la Préfecture. Une personne de la délégation territoriale de la DDE de Mortagne-au-Perche s est alors immédiatement déplacée sur place pour constater le mouvement de terrain. Lors de la visite du Brgm, l effondrement était seulement recouvert par une dalle en bois, il n y avait aucun périmètre de sécurité. La visite du site a été effectuée en présence de deux adjoints au maire, des locataires de la propriété où a eu lieu l effondrement et de deux personnes (dont une stagiaire) de BRGM/RP FR Rapport final 7

9 la délégation territoriale (DDE) de Mortagne-au-Perche. Un des adjoints a ensuite signalé au Brgm l emplacement de marnières connues par la mémoire collective au Sud de la commune (lieu-dit Vallée Pilon). Un extrait cadastral du secteur concerné a été fourni au Brgm à l occasion d un passage en mairie préalable à la visite sur le terrain. Auparavant, le Service Protection Civile de la Préfecture de l Orne (SIDPC-61) avait fait parvenir au Brgm un compte rendu de la visite sur site du 6 mai 2008 effectuée par la délégation territoriale de Mortagne-au-Perche (DDE). Les locataires avaient pris des photos à l intérieur de la cavité. Elles ont été montrées au Brgm mais n ont pu être récupérées sur le moment pour des raisons techniques. Les photos devaient être envoyées au Brgm mais n étaient toujours pas récupérées au 9 juin Le présent rapport est public dès sa fourniture et peut être communiqué à toute personne qui le demande (un exemplaire est envoyé à la Mairie de Champeaux-sur- Sarthe et à la Préfecture de l Orne, deux autres étant archivés au BRGM SGR Basse-Normandie et à Orléans). La page de synthèse en début de rapport, comme le rapport lui-même, peuvent ou pourront être accessibles à la consultation publique via les sites de consultation papier ou numérique du Brgm. 8 BRGM/RP FR Rapport final

10 2. Situation géographique contexte géologique La commune de Champeaux-sur-Sarthe est située au Sud-Est du département de l Orne, à 10 km au Nord-Ouest de Mortagne-au-Perche. La commune s étend sur une surface légèrement vallonnée près de la limite Ouest de la région naturelle du Perche. La rivière de la Sarthe délimite la commune à l Ouest, la vallée est faiblement encaissée. N 500 m Illustration 2 : Localisation du site examiné (extraits modifiés de la carte IGN 1816 ET Forêt de Reno-Valdieu au 1/25 000( IGN, 2000)) Le site examiné est situé dans le bourg de Champeaux-sur-Sarthe au centre de la commune, aux coordonnées suivantes (Lambert II étendu), après report sur la carte topographique à 1/25000 IGN de la Forêt de Reno-Valdieu, X = et Y = , pour une altitude de m NGF. D un point de vue topographique, le lieu est situé entre deux vallées à cours d eau temporaire qui se rejoignent immédiatement au Sud du bourg (ruisseau des Tranches), pour se diriger vers la Sarthe au Sud. D un point de vue géologique, d après la carte à 1/ de Mortagne-au-Perche (Moguedet et al., 1998) (Illustration 3) et les données BSS (Banque de données du Sous-Sol et accessible au public), le site étudié se trouve à moins de 100 m au Nord de la faille de Champeaux-sur-Sarthe de direction NE-SW, l une des failles (essentiellement en E-W) qui caractérise le Perche. Il s agit d anciens accidents profonds remobilisés par des contraintes tectoniques plus récentes (ouverture de l Atlantique ou soulèvement des Alpes par exemple) qui se trouvent parfois dans la BRGM/RP FR Rapport final 9

11 continuité de celles qui affectent le Massif Armoricain. Les formations jurassiques (au Nord) et crétacées (au Sud) sont mises en contact par cette faille. Le bourg est implanté sur les formations du Jurassique qui se succèdent (de bas en haut) : - L assise des Carreaux (notée j4c), du Callovien supérieur, composée par une succession de sables fins, silts à bancs de calcaires gréseux interstratifiés ; - Les marnes à pernes (notées j4-5p), du Callovien supérieur et Oxfordien inférieur, constituées de marnes et bancs calcaires interstratifiés (15 à 30 m d épaisseur) ; - Les sables de Mortagne (notés j5m), de l Oxfordien inférieur, qui se présentent sous la forme de sables roux ferrugineux et des bancs de calcaire gréseux. Cette formation affleure au droit de l effondrement de terrain, d après la carte géologique de Mortagne-au-Perche (Moguedet et al., 1998) ; De l autre côté de la faille, au Sud du bourg, affleure une craie glauconieuse datant du Cénomanien inférieur. N 500 m Illustration 3 : Localisation du site examiné sur la carte géologique au 1/ (Extrait modifié de la carte géologique de Mortagne-au-Perche, n 252, BRGM, 1998) D un point de vue hydrogéologique, le Brgm ne dispose d aucune donnée de profondeur de nappe phréatique concernant ce secteur. Le niveau des sables de Mortagne constitue l aquifère qui est en aplomb du site, reposant sur les marnes à pernes. Sa surface et son épaisseur sont donc réduites. De plus, la proximité de la faille de Champeaux-sur-Sarthe doit avoir une influence importante sur le système 10 BRGM/RP FR Rapport final

12 hydrogéologique du secteur. Le passage d une faille correspond de manière générale à des zones d écoulements préférentiels en raison de la présence de réseaux de fracturation importants dans la roche. La commune de Champeaux-sur-Sarthe est soumise à l aléa cavités souterraines naturelles (réseaux karstiques, bétoires) ou anthropiques (crayères, marnières), surtout dans sa partie Sud (craie du Crétacé). D après la base de données nationale des cavités souterraines du MEEDDAT (Ministère de l Ecologie, de l Energie, du Développement Durable et de l Aménagement du Territoire), gérée par le Brgm (Bdcavités), librement accessible au public sur internet ( 16 cavités sont recensées sur la commune dont 11 d origine anthropique et 5 d origine indéterminée. Il n y a pas de cavité recensée à moins de 500 m de l effondrement. Toutefois, la carte géologique de Mortagne-au- Perche signale un indice d effondrement qui n a pas été reporté dans la base de données à environ 500 m du site vers le Nord-Ouest, également dans la zone d affleurement des sables de Mortagne. Concernant les autres indices, deux cavités de nature indéterminée sont signalées à environ m au Nord du bourg (en aplomb des marnes à pernes pour la première et des calcaires de Mortagne (calcaires) pour la seconde). 12 cavités (dont 11 anthropiques) sont signalées à environ 1 km au Sud du bourg (craie glauconieuse, secteur de la Vallée Pilon). La base de données nationale du recensement des mouvements de terrain du MEEDDAT (Bdmvt, gérée par le Brgm, indique 6 mouvements de terrain (dont 5 effondrements). Les 5 effondrements correspondent à des indices de cavités d origine indéterminées déjà signalés dans la Bdcavités. Le dernier mouvement n a pu être localisé sur la commune (chutes de blocs dans une carrière). Par ailleurs, en 2003, le Brgm a réalisé un test de validation de terrain suite à l inventaire des cavités souterraines dans le département de l Orne sur 4 communes du département, dont la commune voisine de Bazoches-sur-Hoëne (Couëffé, 2003). BRGM/RP FR Rapport final 11

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14 3. Faits constatés Eléments recueillis L effondrement est situé sur une pelouse, dans la partie centrale d un jardin privé à environ 20 m de l habitation, 15 m de la mairie et 10 m de la RD 271, à la hauteur du carrefour avec la voie communale qui se dirige en direction de Saint-Germain-de- Martigny (Illustration 4). Maison d habitation N Mairie RD 271 Effondrement 20 m Illustration 4 : Localisation de l effondrement sur l extrait cadastral BRGM/RP FR Rapport final 13

15 surface Terre végétale Formations superficielles (altération) Niveau calcaire éboulis Niveau sableux cavité 1,8 m (environ) Illustration 5 : Coupe schématique de la cavité souterraine en N-S Lors de l arrivée du Brgm, l orifice de effondrement était de forme rectangulaire (0,45 m X 0,60 m). Depuis la surface, un cône d éboulis était visible en aplomb de l ouverture à une profondeur minimale de 2 m environ (sommet du cône). Un vide s étendait en sous-cavage en direction du Sud (en direction de la mairie Illustration 5), les bordures Ouest et Est de la cavité étaient, au moins en partie, visibles depuis la surface. Toutefois, le départ d un vide en direction de l Est n est pas exclu, la paroi étant masquée au niveau du cône d éboulis. Enfin, en raison de la présence du cône d éboulis il n était pas possible de savoir, lors du passage du Brgm, si la cavité se prolonge vers le Nord en sous-cavage sous le jardin en direction de la route. Dans l effondrement, la terre végétale est visible sur une épaisseur de 50 cm environ. Elle recouvre une formation sablo-argileuse à blocs d environ 1,5 m d épaisseur, formation d altération du faciès sous-jacent très probablement. Au-delà de 2 m de profondeur, des bancs calcaires sont visibles en alternance avec un matériau sableux qui peut être assimilé à la formation des sables de Mortagne. Avant la visite du Brgm, les locataires des lieux avaient pris l initiative de descendre dans la cavité. D après leurs observations, recoupées avec le compte rendu de la délégation territoriale de Mortagne-au-Perche, le sol de la cavité se trouverait à environ 4 à 5 m de profondeur. Elle s étendrait vers le Sud sur une longueur de 5 m pour une largeur moyenne de 2,5 m, sur une hauteur de 2 m. Le toit et le mur de la cavité seraient des bancs calcaires. Les parois sont composées, d après les locataires des lieux, par un matériau meuble qui peut être assimilé aux sables observés depuis la surface. Des traces pouvant être assimilées au passage d outils de creusement sont visibles sur les parois. Enfin, les locataires ont signalé la présence d une «faille» d axe approximatif N-S le long d une paroi qui sépare une masse de roche du reste du 14 BRGM/RP FR Rapport final

16 mur de la cavité. Des photos ont été prises par les locataires et montrées au Brgm. Par ailleurs, d après les photos, la cavité est «à sec». Aux abords de l effondrement, quelques légères ondulations étaient encore visibles en surface, liées très probablement aux passages répétés d un tracteur sur le terrain en début mai Aucune ondulation ne laissait trahir un mouvement récent, le sol ne contenait pas de fissure particulière. D après le témoignage des locataires et des adjoints, l état de l effondrement n a pas évolué depuis son occurrence. BRGM/RP FR Rapport final 15

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18 4. Diagnostic L effondrement a été provoqué par un départ de matériaux en profondeur en raison de la présence d une cavité souterraine. Cette cavité, explorée au moins en partie par les occupants des lieux, est très probablement une cavité anthropique, en raison de la présence de traces d outils de creusement sur les murs. Les bancs de calcaire davantage résistants servent de toit et de mur à la cavité, ce qui est fréquent dans les anciennes exploitations souterraines de matériaux. D après le personnel de la délégation territoriale de Mortagne-au-Perche, il s agirait d une exploitation type «marnière» bien que le matériau d exploitation ne soit pas de la craie, comme c est le cas de manière générale. Le sable aurait eu pour utilisation l amendement des champs comme la craie. Il semblerait que des cas analogues existent dans la région de Mortagne-au-Perche, fortement soumise à l aléa des cavités souterraines, d après la délégation territoriale de Mortagne-au-Perche. Les passages répétés d un tracteur à l emplacement de l effondrement juste avant qu il ne se produise, puis le nivèlement du terrain à l aide d une bêche, sont très probablement les facteurs déclenchant prédominants dans l occurrence du mouvement de terrain qui pourrait être, en fin de compte, l effondrement du «bouchon» de cette marnière supposée et atypique. Le printemps 2008 a été relativement pluvieux, c est un facteur aggravant qui a dû participer au déclenchement du mouvement en saturant les terrains. BRGM/RP FR Rapport final 17

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20 5. Recommandations L effondrement est situé sur un terrain privé clos et recouvert par une dalle en bois. De cet état de fait, il est fortement conseillé de ne plus pénétrer dans l excavation et de mettre en place un périmètre de sécurité afin de ne pas pouvoir y accéder (rubalise ou barrière par exemple) allant à environ 2 m de l effondrement au niveau du sous-cavage en direction du Sud. Malgré la présence d une dalle calcaire servant de plafond à la cavité, sa capacité à soutenir des terrains qui la recouvre n a pas été prouvée. Il n est donc pas exclu qu elle puisse avoir été fragilisée par le passé notamment par les passages du tracteur. De plus, il convient d une part d étendre le périmètre de sécurité à au moins 2 m de l effondrement en direction du Nord étant donné que sa terminaison dans cette direction n est pas connue, et, d autre part, de limiter les déplacements d engins lourds type tracteurs à l aplomb de la zone. Des reconnaissances devront être entreprises dans les conditions de sécurité nécessaires à ces investigations (sachant que certains bords de l effondrement sont sous-cavés et peuvent s effondrer sous le poids d un engin mécanique) afin de rechercher et de reconnaître tous les éventuels prolongements de cette cavité mise à jour, et notamment en direction du Nord et de l Est, - soit par des reconnaissances spéléogiques après avoir mobilisé le cône d éboulis si cela est envisageable sans aggraver l état actuel du sol et du soussol ; - soit par des moyens indirects tels qu une méthode géophysique adaptée à la configuration du site (exemple : microgravimétrie). Ce type d investigation aura l avantage de déterminer les anomalies tout autour de l orifice de la cavité, et l inconvénient qu il faudra confirmer les anomalies détectées par des méthodes destructives (forages par exemple). Lorsque la géométrie et l extension de la cavité seront parfaitement identifiées, un traitement par remplissage de l ensemble du vide par des matériaux inertes type graviers est préconisé. En attendant les conclusions de ces travaux nécessaires, une surveillance régulière de l évolution des désordres doit être menée, et la mairie doit être informée de toute évolution significative. En cas de mouvement éventuel aux abords de la RD 271, des mesures de restriction de circulation seraient à prendre. BRGM/RP FR Rapport final 19

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22 6. Conclusion L effondrement a été provoqué par un départ de matériaux en profondeur en raison de la présence d une cavité souterraine très probablement de nature anthropique. Ce sont les travaux effectués dans le jardin avant l effondrement (passages d un tracteur et coups de bêche) alliés à un printemps humide qui sont les éléments déclencheurs du mouvement de terrain. Il convient dans un premier temps, d assurer au mieux la sécurité des personnes : - en interdisant l accès à la cavité et en respectant un périmètre de sécurité par balisage (type rubalise ou barrières) afin de ne pouvoir accéder à l excavation. Le balisage doit être situé à au moins 2 m de l effondrement vers le Sud et vers le Nord, ces zones étant sous-cavées ou probablement sous-cavées ; - en limitant la circulation d engins mécaniques type tracteur à l aplomb de la zone sous-cavée. Dans un deuxième temps, il convient de rechercher l emprise globale de cette cavité sous les terrains concernés. Lorsque l extension et la géométrie de cette cavité seront parfaitement connues, un remplissage de l ensemble du vide par des matériaux inertes homogènes type graviers est conseillé. Le périmètre de sécurité et la limitation de véhicules doivent être maintenus jusqu à l achèvement des travaux. Toute évolution significative doit être signalée rapidement à la mairie. BRGM/RP FR Rapport final 21

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24 7. Bibliographie Couëffé R. (2003) Inventaire des cavités souterraines et des mouvements de terrain de l Orne (61) - Test de validation terrain sur les communes de Bazoches-sur-Hoëne, Longny-au-Perche, Saint-Julien-sur-Sarthe et Saint-Sulpice-sur-Risle. Rapport BRGM/RP FR, 95 p., 5 fig., 28 tabl., 1 ann. Moguedet G., Point I., Poirier G., Vauthier S. et Werkmeister M. (1998) Carte géologique au 1/50000 de Mortagne-au-Perche, n 252, BRGM Ed. BRGM/RP FR Rapport final 23

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26 Planches photographiques BRGM/RP FR Rapport final 25

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28 Photo 1 : L effondrement dans le jardin (indiqué par la flèche) Photo 2 : L effondrement en surface BRGM/RP FR Rapport final 27

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30 Annexe 1 : Extrait cadastral fourni par la mairie (localisation de l effondrement par la flèche) BRGM/RP FR Rapport final 29

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34 Annexe 2 : Fiche descriptive du mouvement de terrain observé BRGM/RP FR Rapport final 33

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40 Annexe 3 : Fiche de description de la cavité observée BRGM/RP FR Rapport final 39

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47 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional Basse-Normandie Citis «Odyssée» 4, avenue de Cambridge BP HEROUVILLE-SAINT-CLAIR CEDEX - France Tél. :