Rapport d expertise :

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1 Rapport d expertise : Effondrement de terrain, parcelle OE50 - Commune de Caen (Calvados) Avis du BRGM Cadre de l expertise : BRGM/RP FR Août 2010 Appuis aux administrations Appuis à la police de l eau Date de réalisation de l expertise : 19 août 2010 Localisation géographique du sujet de l expertise : Commune de Caen (Calvados) Auteur BRGM : Pierre-Yann DAVID Demandeur : Préfecture du Calvados

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3 Synthèse Contexte : Date de la formulation de la demande d expertise au BRGM : 18 août Demandeur : Préfecture du Calvados SIDPC. Question posée : Expertise d un effondrement de terrain à Caen. Situation du sujet : 15 bis, rue de grusse, commune de Caen (14). Date d occurrence : 18 août Nature de l intervention du BRGM : Avis d expert sur la base d une visite de terrain le 19 août 2010 en présence des propriétaires de la parcelle concernée. Diagnostic du BRGM : L effondrement constaté traduit le départ d un volume (inférieur à 1 m3) de matériaux en profondeur, révélant la présence d un vide souterrain de nature inconnue. Cet effondrement est allongé selon un axe Nord-Sud. Du fait de la position du site en fond de vallée de l Orne, sur des terrains remblayés et dans un secteur où il aurait existé des petits cours d eau dans le passé (à une période inconnue), la cavité constatée peut traduire l effondrement partiel ou total d un vide résiduel associé à une ou des infrastructures anciennes et souterraines (canalisations, puits, cave, ). On ne peut exclure la possibilité d un vide souterrain karstique plus profond, dans les calcaires du Bathonien sous-jacents. L hypothèse d une carrière ancienne souterraine semble peu probable, le niveau piézométrique de la nappe phréatique étant à 2-3 mètres sous le sol. La direction de l effondrement ne se dirige pas vers l habitation principale. Aucun indice récent de tassement différentiel n a été observé sur le bâti ; les fissures observées sont apparues anciennes et non réactivées. Un des éléments déclencheurs pourrait être lié à l épisode pluvieux du 13 au 15 août 2010 (cumul de pluie de 35 mm enregistré à la station de Caen-Carpiquet). L existence d un chantier de construction, à 50 mètres de la zone concernée, peut avoir provoqué une baisse du niveau piézométrique sur le site examiné. Ce potentiel rabattement de nappe pourrait aussi être à l origine de l instabilité. Recommandations du BRGM : Au vu des faits constatés, le BRGM recommande : de maintenir, tant que l effondrement est laissé en l état, le périmètre d interdiction d accès de 5 mètres pour éviter tout risque d accident. L évolution de l effondrement et de son périmètre immédiat doit faire l objet d une surveillance régulière, afin que des mesures conservatoires complémentaires puissent être prises sans tarder au gré des constats ; BRGM/RP FR 5

4 de faire intervenir, dès que possible, un bureau d études spécialisé afin de lever l incertitude concernant l origine du vide souterrain et de proposer ensuite une solution de traitement adapté. Ce travail devra préciser la nature, l ampleur et l extension du vide souterrain. Cette campagne de reconnaissance pourrait se faire en deux temps : o 1 : vérifier si l instabilité est bien due à une cause provenant du sous-sol proche. On vérifiera l existence éventuelle d une infrastructure ancienne partiellement ou totalement effondrée (canalisation, cave, puits ), ou s il ne s agit pas du tassement et de la suffosion d un remblai médiocre. Ce sondage pourrait être réalisé à la pelle mécanique ou autre engin adapté. Il devra être réalisé avec précaution, les remblais pouvant provenir de la seconde guerre mondiale ; o 2 : dans un second temps, si nécessaire, de vérifier qu il ne s agit pas d un vide d origine plus profonde vraisemblablement karstique (dans le calcaire bathonien). Pour cela il faudra procéder à des sondages de reconnaissance (forages destructifs au tricône/roto-percussion) avec diagraphie instantanée des paramètres de foration. Ces sondages devront être poursuivis a minima 10 m au-dessous du toit des calcaires du Bathonien ; pour éviter toute évolution de l effondrement susceptible de générer des désordres secondaires, il est recommandé de combler dès que possible la cavité avec des matériaux légers inertes (graviers) ; de rechercher, du fait du contexte historique du site, dans les archives (archives de la ville (direction de l eau, service des carrières), archives départementales ), tout document qui permettrait d identifier des infrastructures anciennes (anciennes tuyauteries, puits, anciennes excavations, ), ou donnant des informations éventuelles sur les remblais de la zone. 6 BRGM/RP FR

5 Sommaire 1. Introduction Situation géographique contexte géologique Désordres constatés Diagnostic Recommandations - Conclusions Bibliographie Annexe : Planches photographiques BRGM/RP FR 7

6 Table des Illustrations Illustration 1 : Situation de l effondrement sur fond de carte IGN à 1/ Illustration 2 : Extrait réduit du cadastre de Caen ( 10 Illustration 3 : Extrait des cartes géologiques à 1/ de Bayeux (feuille n 119) et de Caen (feuille n 119) Illustration 4 : Plan schématique de situation de l effondrement Illustration 5 : Plan schématique de la cavité observée par le BRGM le 19/08/ Table des photographies Photo 1 : Photo de l habitation principale (à gauche) et du pavillon (à droite) Photo 2 : Situation de l'effondrement à 8 m de l angle Sud-Ouest de l habitation principale Photo 3 : Effondrement vue de dessus Photo 4 : Vue de l intérieur de l effondrement partie ouverte vers le Sud Photo 5 : Vue de l intérieur de l effondrement partie ouverte vers le Nord Photo 6 : Vue sur les remblais au toit de l effondrement Photo 7: Fissures repérées dans le muret adossé à la maison (habitation principale) Photo 8 : Cave de l habitation principale : ancienne fissure partiellement comblée au mortier Photo 9 : Façade Sud du pavillon : localisation des fissures subhorizontales anciennes Photo 10 : Détail d une fissure (angle haut à droite, encadrement de la porte d entrée du pavillon) Photo 11 : Détail de la fissure identifiée au pied de l encadrement de la porte d entrée du pavillon Photo 12 : Canal à sec situé en bordure Nord-est de la parcelle Photo 13 : Photo d un des plans remis par le service des carrières de la ville de Caen BRGM/RP FR

7 1. Introduction A la demande de la Préfecture du Calvados (14), le BRGM s est rendu le 19 août 2010 sur la commune de Caen afin d examiner un effondrement survenu le 18 août 2010 dans le jardin d une propriété privé et de relever les éventuels désordres sur les maisons d habitation présentes à proximité. Le constat a été effectué en présence des propriétaires de la parcelle 0E50 concernée. Le présent rapport est public dès sa fourniture et peut être communiqué à toute personne qui le demande (un exemplaire est envoyé à la Préfecture du Calvados 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. Cette étude est réalisée dans le cadre des crédits mis à disposition par le BRGM pour l Appui aux Administrations. Remarque : les photos qui sont citées en référence dans le texte sont présentées en Annexe du rapport. BRGM/RP FR 9

8 Illustration 1 : Situation de l effondrement sur fond de carte IGN à 1/ N 5 Effondrement Légende Effondrement examiné 1 Habitation principale La Noé 2 Pavillon (inhabité?) 3 Abris jardin 4 5 Chantier 1 Chantier 2 Illustration 2 : Extrait réduit du cadastre de Caen ( La position de l effondrement examiné de la parcelle OE50 est approximative. 10 BRGM/RP FR

9 2. Situation géographique contexte géologique L effondrement faisant l objet de cette expertise se situe dans le centre ville de Caen (Illustration 1) sur la parcelle cadastrale n OE50 (Illustration 2). La parcelle se trouve entre la rue de Grusse et le boulevard Yves Guillou, à une trentaine de mètres de la rive gauche du cours d eau «La Noé» (d environ 5 m de large) dont le cours est anthropisé. La parcelle est située en contrebas du Boulevard Guillou qui la sépare de la Noé. Les coordonnées de l effondrement prises avec un GPS (précision +/- 5 m) sont : X = m ; Y = m (Lambert II étendu) ; Z= + 6 m NGF. D après les cartes géologiques à 1/ de Bayeux-Courseulles-sur-mer (feuille n 119) et de Caen (feuille n 120) (Illustration 3) et les donnée s BSS (Banque de données du Sous-Sol, accessible au public via le site la stratigraphie des terrains du site est vraisemblablement de haut en bas : Remblais (X). Ils auraient servi à remblayer l ancienne zone inondable de la ville et/ou proviendraient de la reconstruction de la ville après la seconde guerre mondiale. Les trois sondages les plus proches de la BSS situés à moins de 200 m de l effondrement indiquent une épaisseur de remblai variant de 1,8 à 3,5 m ; Alternance d alluvions et de dépôts tourbeux (holocènes) sur une épaisseur variant entre 6 et 7 m. Ces alluvions sont constituées, d après les trois sondages, d argiles grise-vertes ou bleue-verdâtres ; Alluvions quaternaires grossières (pléistocènes) sur une épaisseur variant de 3 à 4,5 m. Ces alluvions sont constituées de sables, graviers, galets ; Calcaires de Caen (Bathonien) atteints à une profondeur variant entre 13 et 16 m par rapport au sol. Bien que la topographie soit modifiée par les remblais, la parcelle est située dans le lit majeur naturel de l Orne en fond de vallée. Les trois sondages précités sont le n 01198D0307 à 180 m au Nord-est, le n 01198D0308 à 70 m au Sud-ouest et le n 01198D0309 à 110 m au Nord-Ouest de l effondrement. Le sondage n 01198D0308 de la BSS indique un niveau piézométrique situé à une profondeur variant de 1,94 m à 2,70 m par rapport au sol (mesures de juillet 1989 à mars 1996). Bien que la base de données du MEEDDM ( n indique pas de cavité à proximité de la zone d étude, l existence de cavités, essentiellement carrière d extraction, est reconnue dans la commune de Caen. D après la base de données des mouvements de terrain du MEEDDM ( gérée par le BRGM, il n y a pas de mouvement recensé à proximité de la zone d étude. BRGM/RP FR 11

10 Effondrement de terrain, parcelle OE50. Commune de Caen (14) Situation de l effondrement Illustration 3 : Extrait des cartes géologiques à 1/ de Bayeux (feuille n 119) et de Caen (feuil le n 119) 12 BRGM/RP FR

11 3. Désordres constatés Le BRGM s est rendu sur place le 19 août La parcelle concernée est un domaine privé clos et comporte 3 bâtiments (Illustration 2 et photo 1) : une habitation principale (XIX ième siècle? ou plus ancienne?) (notée 1 sur l Illustration 2), un pavillon (inhabité? d apparence plus récente) (notée 2 sur l Illustration 2), un abri de jardin, petite maisonnette maçonnée située dans l angle Nord-est de la parcelle (notée 3 sur l Illustration 2). L effondrement signalé a eu lieu dans un jardin à 8 m de l angle Sud-ouest de l habitation principale (Illustration 4). Il a généré une ouverture de 40 à 60 cm de diamètre dans la pelouse (photo 2 et 3) dont l orifice s évase en profondeur. Cette cavité à une forme ovale dont le grand axe est orienté Nord-Sud. Cet effondrement a une longueur estimée à 2,50 m pour 1 m de large environ (Illustration 5). La cavité s étend préférentiellement vers le Sud (Illustration 5). Sur ce côté Sud, un niveau d eau est observable dans le fond de la cavité (Illustration 5). Sur les parois de la cavité les terrains visibles sont des remblais. Il s agit de «terre» avec des petits fragments de brique et blocs décimétriques de calcaires. Aucun élément de maçonnerie n a été identifié lors de la visite du BRGM (photos 4 à 6). Lors de l arrivée du BRGM sur site, l orifice était recouvert d une planche en bois couverte par trois plaques d envol en fer. Une rubalise interdisait le passage depuis la maison vers l endroit du jardin où l effondrement avait eu lieu. Autour, l examen du jardin n a montré aucun signe au sol de mouvement de terrain. Les façades de l habitation principale et du pavillon ont aussi été examinées. Concernant l habitation principale aucune fissure n a été observée sur les façades extérieures. Deux fissures horizontales ont été constatées sur un petit muret adossé au mur Ouest de la maison (Illustration 4 et photo 7). Ces deux fissures correspondent à un décollement de joint de moellons. Les propriétaires ont signalé qu il s agissait d anciennes fissures. Dans la cave, un seul mur montrait une fissure ancienne et anciennement comblée par du mortier (photo 8). Aucune autre fissure n a été détectée dans la cave. Concernant le pavillon, dont l enduit de façade et les encadrements de porte semblent de maçonnerie plus récente, après examen des murs extérieurs, le BRGM a pu identifier au niveau de l encadrement de la porte d entrée des fissures anciennes inframillimétriques subhorizontales, sans signe de mouvement visible (Illustration 4 et photo 7). A l intérieur du pavillon, aucune fissure n a été observée et la propriétaire indique que les pièces ont été repeintes il y a 3 ans environ. Les propriétaires (depuis 1985) ont spontanément signalé que : le jardin a été inondé en 1995 et en 2001 ; sur la bordure Nord-est de la parcelle, il existe un petit canal maçonné à ciel ouvert poursuivant son cours en souterrain sous l abri de jardin et au-delà (Illustration 4). Ce canal était à sec lors du passage du BRGM le 19/08/2010 (photo 12). Les propriétaires ont mentionné l existence possible (?) de canalisations sous ce canal ; un regard situé au bout du jardin est relié d après les propriétaires, à La Noé par une canalisation avec clapet anti-retour (Illustration 4) ; le terrain se situe sur une ancienne zone marécageuse ; un réseau de petits cours d eau existait autrefois, notamment sur cette zone. De plus, un ancien bras de l Ordon passait au bout du jardin (Illustration 4), au dire des propriétaires précédents aux actuels, sur la parcelle OE66, il a été procédé à des fouilles ou sondages (?) non comblés lors de la visite BRGM, vraisemblablement en préalable à un projet de construction (notés 4 sur l Illustration 2). L excavation était au moins de 2 mètres de profondeur ; le fond des fouilles BRGM/RP FR 13

12 était occupé par de l eau qui marque le toit de la nappe phréatique (approximativement 2 m de profondeur) ; Cette observation a été faite par le BRGM de loin ; ces excavations étant rendues inaccessibles par des grilles. La nature des terrains excavés semblait être (de loin) des alluvions holocènes de remplissage sans remblais visibles analogues à ceux de la parcelle OE50. parcelle OE77, un chantier de construction, dans l état initial d une fouille creusée a été aussi identifiée. A travers les grilles qui interdisent l accès à la parcelle, le fond de fouille était sec (situé à environ 3 m de profondeur) (notée 5 sur l Illustration 2), Pendant la visite du BRGM un représentant du service des carrières de la ville de Caen est venu apporter aux propriétaires un document édité en janvier 2005 par la direction de l eau et de l assainissement de la ville de Caen. Ce document rassemble des copies de plan qui signalent la présence d ancien bras de l Odon sur la parcelle OE50 (photo 13). N Regard Illustration 4 : Plan schématique de situation de l effondrement F : fissures anciennes observées par le BRGM le 19/08/10 tracé approximatif et supposé d un ancien bras de l Odon? axe approximatif de la cavité 14 BRGM/RP FR

13 Sud Nord Niveau du sol 0,5m 0,3m 2,6m 1,7m Illustration 5 : Plan schématique de la cavité observée par le BRGM le 19/08/2010 BRGM/RP FR 15

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15 4. Diagnostic L effondrement constaté traduit le départ d un volume (inférieur à 1 m 3 ) de matériaux en profondeur, révélant la présence d un vide souterrain de nature inconnue. Cet effondrement est allongé selon un axe Nord-Sud. Du fait de la position du site en fond de vallée de l Orne, sur des terrains remblayés et dans un secteur où il aurait existé des petits cours d eau dans le passé (à une période inconnue), la cavité constatée peut traduire l effondrement partiel ou total d un vide résiduel associé à une ou des infrastructures anciennes et souterraines (canalisations, puits, cave, ). On ne peut exclure la possibilité d un vide souterrain karstique plus profond, dans les calcaires du Bathonien sous-jacents. L hypothèse d une carrière ancienne souterraine semble peu probable, le niveau piézométrique de la nappe phréatique étant à 2-3 mètres sous le sol. La direction de l effondrement ne se dirige pas vers l habitation principale. Aucun indice récent de tassement différentiel n a été observé sur le bâti ; les fissures observées sont apparues anciennes et non réactivées. Un des éléments déclencheurs pourrait être lié à l épisode pluvieux du 13 au 15 août 2010 (cumul de pluie de 35 mm enregistré à la station de Caen-Carpiquet). L existence d un chantier de construction, à 50 mètres de la zone concernée, peut avoir provoqué une baisse du niveau piézométrique sur le site examiné. Ce potentiel rabattement de nappe pourrait aussi être à l origine de l instabilité. BRGM/RP FR 17

16 5. Recommandations - Conclusions Au vu des faits constatés, le BRGM recommande : de maintenir, tant que l effondrement est laissé en l état, le périmètre d interdiction d accès de 5 mètres pour éviter tout risque d accident. L évolution de l effondrement et de son périmètre immédiat doit faire l objet d une surveillance régulière, afin que des mesures conservatoires complémentaires puissent être prises sans tarder au gré des constats ; de faire intervenir, dès que possible, un bureau d études spécialisé afin de lever l incertitude concernant l origine du vide souterrain et de proposer ensuite une solution de traitement adapté. Ce travail devra préciser la nature, l ampleur et l extension du vide souterrain. Cette campagne de reconnaissance pourrait se faire en deux temps : o 1 : vérifier si l instabilité est bien due à une cause provenant du sous-sol proche. On vérifiera l existence éventuelle d une infrastructure ancienne partiellement ou totalement effondrée (canalisation, cave, puits ), ou s il ne s agit pas du tassement et de la suffosion d un remblai médiocre. Ce sondage pourrait être réalisé à la pelle mécanique ou autre engin adapté. Il devra être réalisé avec précaution, les remblais pouvant provenir de la seconde guerre mondiale ; o 2 : dans un second temps, si nécessaire, de vérifier qu il ne s agit pas d un vide d origine plus profonde vraisemblablement karstique (dans le calcaire bathonien). Pour cela il faudra procéder à des sondages de reconnaissance (forages destructifs au tricône/roto-percussion) avec diagraphie instantanée des paramètres de foration. Ces sondages devront être poursuivis a minima 10 m au-dessous du toit des calcaires du Bathonien ; pour éviter toute évolution de l effondrement susceptible de générer des désordres secondaires, il est recommandé de combler dès que possible la cavité avec des matériaux légers inertes (graviers) ; de rechercher, du fait du contexte historique du site, dans les archives (archives de la ville (direction de l eau, service des carrières), archives départementales ), tout document qui permettrait d identifier des infrastructures anciennes (anciennes tuyauteries, puits, anciennes excavations, ), ou donnant des informations éventuelles sur les remblais de la zone. BRGM/RP FR 19

17 6. Bibliographie Maurizot P., Auffret J.-P., Baize S., Deroin J.-P., Dugué O., Fily G., Le Gall J., Leliepault F., Mazenc B., Pellerin J. (2000) - Notice explicative Carte géologique France (1/50 000), feuille Bayeux-Courseulles-sur- Mer (119), BRGM édit., Orléans. Rioult J.-P., Coutard J.-P., P. de La Querière, M. Helluin, C. Larsonneur, J. Pellerin avec la collaboratop, de M. Provost (1989) - Notice explicative Carte géologique France (1/50 000), feuille Caen (120), BRGM édit., Orléans. 20 BRGM/RP FR

18 Effondrement de terrain, parcelle OE50. Commune de Caen (14) 7. Annexe : Planches photographiques Photo 1 : Photo de l habitation principale (à gauche) et du pavillon (à droite) Photo prise à l extérieur de la parcelle depuis la rue de Grusse ; vue depuis le Nord-Ouest 8m Photo 2 : Situation de l'effondrement à 8 m de l angle Sud-Ouest de l habitation principale. BRGM/RP FR 21

19 Effondrement de terrain, parcelle OE50. Commune de Caen (14) 60 cm Photo 3 : Effondrement vue de dessus Niveau d eau observable en fond d effondrement Photo 4 : Vue de l intérieur de l effondrement partie ouverte vers le Sud 22 BRGM/RP FR

20 Effondrement de terrain, parcelle OE50. Commune de Caen (14) Photo 5 : Vue de l intérieur de l effondrement partie ouverte vers le Nord Photo 6 : Vue sur les remblais au toit de l effondrement BRGM/RP FR 23

21 Photo 7: Fissures repérées dans le muret adossé à la maison (habitation principale) Photo 8 : Cave de l habitation principale : ancienne fissure partiellement comblée au mortier 24 BRGM/RP FR

22 Photo 9 : Façade Sud du pavillon : localisation des fissures subhorizontales anciennes BRGM/RP FR 25

23 Effondrement de terrain, parcelle OE50. Commune de Caen (14) Photo 10 : Détail d une fissure (angle haut à droite, encadrement de la porte d entrée du pavillon) Photo 11 : Détail de la fissure identifiée au pied de l encadrement de la porte d entrée du pavillon. 26 BRGM/RP FR

24 Effondrement de terrain, parcelle OE50. Commune de Caen (14) Photo 12 : Canal à sec situé en bordure Nord-est de la parcelle Situation de la parcelle concernée par l effondrement Anciens bras de l Odon signalés par ce plan Photo 13 : Photo d un des plans remis par le service des carrières de la ville de Caen BRGM/RP FR 27

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26 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 - France Tel Service Géologique Régional de Basse-Normandie 4, avenue de Cambridge Hérouville Saint Clair France Tél. :