Analyse de la stabilité d un massif rocheux sur la commune d Oderen (Haut-Rhin) Rapport final

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1 Analyse de la stabilité d un massif rocheux sur la commune d Oderen (Haut-Rhin) Rapport final BRGM/RP FR Février 2009

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3 Analyse de la stabilité d un massif rocheux sur la commune d Oderen (Haut-Rhin) Rapport final BRGM/RP FR Février 2009 Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2009 E. Bayle Nom : C. Mathon Vérificateur : Date : 25 février 2009 Approbateur : Nom : Ph. Elsass Date : 4 mars 2009 En l absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique, l original signé est disponible aux Archives du BRGM. Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. I M AVRIL 05

4 Mots clés : chute de blocs, éperon rocheux, risques naturels, Oderen, Haut-Rhin, Alsace. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Bayle E. (2009) - Analyse de la stabilité d un massif rocheux sur la commune d Oderen (Haut-Rhin). Rapport final. BRGM/RP FR, 24 pages, 12 illustrations. BRGM, 2009, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

5 Synthèse Un géologue-géotechnicien du BRGM (Emmanuel Bayle, intervenant pour le compte du Service Géologique Régional Alsace) est intervenu le mercredi 4 février 2009 sur la commune d Oderen (68), sur le versant du Maerelberg, à la demande de la Préfecture du Haut-Rhin. Cette mission intervient dans le cadre de l appui du BRGM aux administrations. L objet de l appui sollicité est de donner un avis technique à la Préfecture du Haut-Rhin et à la mairie d Oderen sur un massif présentant de nombreuses fissures au-dessus d habitations. La visite de terrain s est déroulée notamment en présence de M. le Maire. Le site est localisé sur le versant ouest du Maerelberg, en rive gauche de la vallée de la Thur. La roche est une formation de grauwacke, roche détritique très fine, massive et ancienne. Elle a subi de nombreuses déformations tectoniques, puis une décompression lors du retrait du glacier qui occupait la vallée. Ces contraintes semblent à l origine des fissures observées aujourd hui sur le rocher. Des éboulis peu stabilisés recouvrent parfois le versant, dont seule la partie sommitale laisse affleurer le rocher. Suivi visuellement et par des témoins par M. le Maire depuis la découverte du massif rocheux en été 2008, il n est pas détecté d évolution des fissures. Les observations sur site ne mettent pas en évidence un aléa fort à très court terme pour les chutes de pierres ou de blocs. Un élément de 0,5 m 3 nécessite toutefois une stabilisation préventive. Un suivi de l évolution de ce massif par la pose de témoins ou de jauges adaptés, en présence d un géotechnicien, est recommandé. Lors de l intervention, plusieurs massifs rocheux similaires à celui étudié ont été observés en partie sommitale du Maerelberg. A la vue de la forte pente constituée d éboulis partiellement végétalisés et de la présence d enjeux en pied de versant (habitations, RD13bis, église), il est recommandé de faire réaliser un diagnostic de l ensemble du versant par un géotechnicien, afin d identifier précisément les risques liés aux éboulements ou chutes de blocs et d envisager les solutions de protection du versant (ancrages, filets, pose de témoins, etc.). Des travaux de mise en sécurité pourront être réalisés en fonction des priorités. Nous recommandons de fermer le sentier de promenade sur le site jusqu à la réalisation du diagnostic global de stabilité du versant assorti de la mise en œuvre de mesures de sécurité. Un affichage du risque de chute de pierres/blocs sur la RD 13bis est aussi recommandé. Ces recommandations sont fournies à court terme. Une falaise étant en constante évolution, nous recommandons que sur le long terme une inspection régulière de la falaise soit réalisée par un géotechnicien, selon une périodicité à définir après le diagnostic, afin d identifier d éventuelles nouvelles instabilités. BRGM/RP FR Rapport final 3

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7 Sommaire 1. Introduction Situation et modalités d intervention SITUATION DU SECTEUR ETUDIE HISTORIQUE DU SITE Contexte géologique Observations réalisées sur site MORPHOLOGIE DU SITE : ETUDE DU MASSIF ROCHEUX Appréciation du niveau de risque DETERMINATION DE L ALEA Aléa chute de pierres liée à l éboulis Aléa chute de pierres ou de blocs liés au massif rocheux étudié Aléa chute de pierres ou de blocs sur le versant du Maerelberg DETERMINATION DES ENJEUX DETERMINATION DU RISQUE Conclusions et recommandations CONCLUSIONS RECOMMANDATIONS Immédiatement A très court terme (quelques mois) A plus long terme...24 BRGM/RP FR Rapport final 5

8 Liste des illustrations Illustration 1 : localisation du site étudié (extrait de 9 Illustration 2 : extrait de la carte géologique 1/ (disponible sur 11 Illustration 3 : Localisation du site étudié (fonds IGN) Illustration 4 : Eboulis actifs en pied de versant (photo BRGM) Illustration 5 : vue d une partie du massif rocheux étudié, côté Nord (photo BRGM) Illustration 6 : vue du massif côté Sud (photo BRGM) Illustration 7 : vue du massif côté Nord (photo BRGM) Illustration 8 : vue de la partie aval du massif rocheux (photo BRGM) Illustration 9 : vue d une partie d éboulis potentiellement actif (photo BRGM) Illustration 10 : bloc ancien dont la chute a été stoppée par le sentier (photo BRGM) Illustration 11 : profil du Maerelberg à partir de la carte IGN 1/ Illustration 12 : localisation des enjeux sur fond cadastral (extrait de BRGM/RP FR Rapport final

9 1. Introduction La Préfecture du Haut-Rhin a demandé au BRGM, dans le cadre de ses missions de Service public en appui aux administrations, l expertise d un massif rocheux situé sur la commune d Oderen, sur le versant du Maerelberg qui domine la Grand Rue (RD 13bis) et plusieurs habitations. L expertise a été conduite le mercredi 4 février 2009 par un géotechnicien du BRGM, M. E. Bayle (pour le compte du Service Géologique Régional d Alsace), sur la base d une inspection visuelle du massif - accessible depuis son éboulis de pied - et de sa fracturation, Monsieur le Maire d Oderen était présent sur les lieux. Le présent rapport consigne les différentes observations faites le 4 février 2009, les interprétations en terme de risque, et propose des principes de mise en sécurité du site. BRGM/RP FR Rapport final 7

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11 2. Situation et modalités d intervention 2.1. SITUATION DU SECTEUR ETUDIE Le site est localisé sur la commune d Oderen (département du Haut-Rhin), au Sud du village. C est une vallée en U d orientation Nord-Sud, la pente des versants est relativement prononcée. Au niveau de la montagne du Maerelberg, un niveau rocheux affleure en partie sommitale du versant Ouest, soit au-dessus de l extrémité Sud d Oderen. Illustration 1 : localisation du site étudié (extrait de Le site étudié est l un des massifs rocheux du Maerelberg, à environ 520 m NGF d altitude. Il surplombe un versant constitué d éboulis en forte pente (35 ), orienté vers le sud-ouest. Le pied d éboulis (habitations et RD 13bis) est situé à l altitude 450 m NGF. BRGM/RP FR Rapport final 9

12 2.2. HISTORIQUE DU SITE Au cours de l été 2008, un promeneur a observé un secteur rocheux d apparence très fracturée et dominant des maisons habitées du bourg d Oderen, au niveau du Maerelberg. M. le Maire a alors posé 8 témoins (clous) sur plusieurs rochers pour mesurer au mm près l écartement de certaines fractures. Ce suivi, réalisé mensuellement, n a pas mis en évidence de mouvement des masses rocheuses à ce jour. Un devis a été demandé par la mairie d Oderen a la société Traforex pour une mise en sécurité totale du site. Le montant est estimé à , avec grillages en placage, purges, 25 ancrages de 4 m et écran filet de réception. A ce jour, il n est pas connu par M. le Maire d évènements de type chute de pierres ou de blocs sur le secteur ou à proximité. 10 BRGM/RP FR Rapport final

13 3. Contexte géologique D après la carte géologique 1/50 000ème du BRGM (carte n 377 Munster), les versants situés en rive gauche de la vallée de la Thur sont composés de grauwackes au sein de la série d Oderen (h 2a sur la carte géologique ci-dessous). Il s agit d une roche sédimentaire détritique (classe des arénites) avec un ciment constitué de grains plus fins. Sa mise en place date du Viséen Inférieur (ère primaire). Des tufs albitophyres (projections volcaniques, notées K sur la carte) sont également présents au sein dans cette formation Différents mouvements tectoniques ont affecté cette formation jusqu à aujourd hui (plissements, failles ), rendant sa structure actuelle complexe : schistosité de fracture, diaclases, plissements Illustration 2 : extrait de la carte géologique 1/ (disponible sur La vallée de la Thur est le résultat d un creusement glaciaire en U au sein de ces formations. Lors du retrait glaciaire, des formations morainiques ont été déposées sur le fond de vallée. Les versants font affleurer essentiellement la formation de grauwackes, qui peut être recouverte par des éboulis. BRGM/RP FR Rapport final 11

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15 4. Observations réalisées sur site 4.1. MORPHOLOGIE DU SITE : Illustration 3 : Localisation du site étudié (fonds IGN). Le versant du Maerelberg a une pente relativement élevée (35 ) et régulière constituée d éboulis. Certaines parties sont recouvertes par la végétation (bois), mais en de nombreux endroits l éboulis est potentiellement actif (absence de végétation type arbres ou herbes). BRGM/RP FR Rapport final 13

16 Illustration 4 : Eboulis actifs en pied de versant (photo BRGM). La partie sommitale se compose de plusieurs massifs rocheux alignés nord-sud dans le versant. C est l un de ces massifs qui est étudié ici, localisé sur l Illustration 3. Témoins (vis) mis en place par la mairie Sens de la pente Illustration 5 : vue d une partie du massif rocheux étudié, côté Nord (photo BRGM). 14 BRGM/RP FR Rapport final

17 4.2. ETUDE DE L EPERON ROCHEUX Le massif est composé d une roche sombre et massive, à granulométrie très fine, assimilable à la formation de grauwackes. Il présente de nombreuses diaclases, dont certaines sont ouvertes de plusieurs centimètres. Elles découpent des blocs de 0,5 à une dizaine de mètres cubes. Ce massif rocheux a pour dimensions approximatives 7 x 9 x 6 m. Diaclase ouverte Diaclase ouverte Autre rocheux étudié) massif (non Illustration 6 : vue du massif côté Sud (photo BRGM) Illustration 7 : vue du massif côté Nord (photo BRGM) Les blocs sont imbriqués les uns sur les autres. Trois familles de diaclases ont été observées sur le massif et découpent des blocs entre 0,5 et 10 m 3 : - parallèles à la vallée ; - perpendiculaires à la vallée, et ; - parallèles à la pente, avec souvent des diaclases en dents de scie. L ouverture des diaclases atteint parfois plusieurs centimètres. En pied de massif, un bloc d environ un demi-mètre cube semble se séparer de l ensemble du massif bien que sur un soubassement rocheux (Illustration 8). BRGM/RP FR Rapport final 15

18 Secteur d apparence instable Illustration 8 : vue de la partie aval du massif rocheux (photo BRGM). Le pied du massif n a pas pu être bien observé, du fait de la présence de végétation (arbustes) et de terre végétale. Il n a pas été observé d arrivée d eau ou de suintement lors de la visite sur site au sein des diaclases ou à proximité dans le versant, ni de trace de glace. Des mousses traduisent néanmoins une forte humidité, notamment par l orientation ouest du versant. Remarque importante : Dans le versant, à peu près à la même altitude, plusieurs massifs rocheux similaires à celui étudié dans ce rapport ont été observés. Les diaclases ont généralement des ouvertures faibles qui n ont pas attiré l attention jusqu à ce jour, mais elles peuvent découper des blocs et les rendre potentiellement instables. 16 BRGM/RP FR Rapport final

19 5. Appréciation du niveau de risque 5.1. DETERMINATION DE L ALEA L aléa étudié ici est celui de chutes de pierres ou de blocs Aléa chute de pierres liée à l éboulis Des chutes de pierre peuvent se déclencher à partir de l éboulis actuel sur les pentes du Maerelberg. La forte pente du pierrier augmente les possibilités de rebonds et les arbres ne sont souvent pas assez nombreux pour modifier leur trajectoire et leur propagation. Illustration 9 : vue d une partie d éboulis potentiellement actif (photo BRGM) Aléa chute de pierres ou de blocs liés au massif rocheux étudié Le massif rocheux est découpé en blocs. Les diaclases ouvertes sont manifestement anciennes, datant probablement de la décompression ayant suivi le retrait du glacier qui occupait la vallée il y a plusieurs milliers d année. D après la visite mensuelle réalisée par M. le Maire, il n y a pas de nouvelle ouverture ou d accentuation de mouvement visible à l œil nu ou mesurée sur certains témoins. Ceci n exclut toutefois BRGM/RP FR Rapport final 17

20 pas, via par exemple des conditions météorologiques (gel/dégel), une évolution ultérieure défavorable. Les risques de basculement restent relativement faibles, le massif rocheux étant vraisemblablement sur un soubassement rocheux d après la carte géologique. La probabilité de glissement de la masse rocheuse ou d un élément est estimée moyenne, en l absence d un plan lisse à pendage aval (les diaclases observées sont en dents de scie). Un bloc d environ 0,5 mètre cube est relativement détaché du massif et peut avoir sa base érodé par des eaux de ruissellement. Il peut alors présenter un risque de basculement. L aléa est estimé moyen actuellement, mais peut se dégrader rapidement (Illustration 8). En cas de détachement d un ou plusieurs blocs, le terrain naturel actuel favorisera leur propagation et la végétation présente n est pas de nature à la contrarier efficacement. Ceci paraît être le cas pour un bloc ancien de 0,3 m 3 situé sur le bord du sentier (Illustration 10). Illustration 10 : bloc ancien dont la chute a été stoppée par le sentier (photo BRGM). 18 BRGM/RP FR Rapport final

21 Aléa chute de pierres ou de blocs sur le versant du Maerelberg Le versant présente plusieurs massifs rocheux en partie supérieure qui montrent également plusieurs diaclases, susceptibles de découper des blocs potentiellement instables. En l absence d éléments supplémentaires et en se basant sur le massif actuel, on estime que l aléa chute de pierres est moyen pour l ensemble du versant. Secteur comportant des massifs rocheux 5.2. DETERMINATION DES ENJEUX Les enjeux au niveau du site sont constitués, au pied du versant du Maerelberg et de haut en bas : - Le chemin de randonnée, accessible facilement aux piétons ; - Les habitations situées en pied de versant, ainsi que l église, et ; - La RD 13 bis. Dans leur ensemble ces enjeux sont vulnérables à d éventuelles chutes de pierre ou de blocs, notamment en cas de rebonds en l absence de parade, comme c est le cas actuellement. BRGM/RP FR Rapport final 19

22 Illustration 11 : profil du Maerelberg à partir de la carte IGN 1/ N Localisation approximative du massif étudié Zone concernée par le massif étudié Zone concernée par les chutes de bloc sur le versant Illustration 12 : localisation des enjeux sur fond cadastral (extrait de 20 BRGM/RP FR Rapport final

23 5.3. DETERMINATION DU RISQUE En l état des connaissances actuelles, un aléa moyen vis-à-vis des chutes de pierres et de blocs et la vulnérabilité des enjeux humains vis à vis de ce phénomène (absence de parade naturelle ou anthropique) est identifié. Le risque est estimé fort tout le long du versant ouest du Maerelberg. BRGM/RP FR Rapport final 21

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25 6. Conclusions et recommandations 6.1. CONCLUSIONS Lors de notre visite, nous avons pu observer le massif rocheux avec M. le Maire d Oderen, les risques associés et les solutions techniques envisageables (cf. ci-après). Les enjeux situés en pied de versant ont également retenu toute notre attention, d autres massifs rocheux ayant été observés dans le versant. Il existe un aléa moyen de chute de blocs sur au-moins un éperon rocheux et vraisemblablement sur les autres éperons du versant. L éboulis peu végétalisé qui recouvre le versant n est pas de nature à limiter la propagation des pierres et blocs et ne constitue donc pas une protection pour les enjeux en aval. Les enjeux sont essentiellement humains, donc forts, liés à la grande fréquentation de la RD 13bis et surtout à des maisons habitées en pied de versant. Un sentier accessible au grand public est également concerné, d autant qu il traverse des zones d éboulis peu stabilisés. Dans l attente de nos recommandations, fournies ci-après, et dans un objectif de diminution du risque, l accès à cette partie du sentier a été fermé au public RECOMMANDATIONS Immédiatement Nous recommandons de maintenir la fermeture de l accès du sentier au public et de mettre en place un affichage de risque de chute de pierre sur la RD 13bis. Nous recommandons également de continuer le suivi des témoins actuellement mesurés A très court terme (quelques mois) Des massifs rocheux ont été observés ponctuellement dans ce versant sur 250 à 300 m de longueur et en position dominante par rapport aux enjeux. Il est fortement recommandé de faire réaliser un diagnostic complet du versant par un géotechnicien. Ceci permettra d identifier et de localiser les instabilités potentielles et les risques associés. Des mesures de confortement, avec une estimation de leur coût financier, pourront alors être proposées ainsi qu une estimation des priorités d intervention. Les témoins actuels (vis) pourront être remplacés par des témoins précis et plus adaptés à ce type de mesure, tels que vinchons, fers carrés ou des jauges (par BRGM/RP FR Rapport final 23

26 exemple de type Saugnac : Il est préférable de définir l emplacement de ces témoins avec un géotechnicien. Des mesures régulières et après de forts épisodes pluviométriques ou encore après la période hivernale permettront de détecter une évolution de l écartement des fissures. A noter qu'un tel système de mesure est informatif et ne peut pas être utilisé comme moyen d alerte. Le bloc le plus instable de 0,5 m 3, en aval du massif, nécessite d être conforté préventivement. Un haubanage ou emmaillotage fixé par 2 ancrages de chaque côté pourra être réalisé. Une purge ou un minage paraît difficilement envisageable en raison de la présence d habitations en aval du massif rocheux. Sur ce secteur, des méthodes de parade au niveau-même du massif rocheux sont recommandées, les blocs pouvant acquérir une forte vitesse sur la pente de 35 recouverte d un pierrier. Enfin, la pose d un écran de réception en bordure amont du sentier permettra de stopper les pierres issues essentiellement de l éboulis et ainsi de protéger le sentier et les habitations A plus long terme Une falaise est un objet géologique en constante évolution, soumis à l altération par les agents atmosphériques. Après la mise en œuvre de mesures de confortement, il est conseillé de faire inspecter la falaise par un géotechnicien à intervalles réguliers (avec une fréquence variant entre 2 et 5 ans, en première approximation). 24 BRGM/RP FR Rapport final

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28 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional Alsace Parc Club des Tanneries 15, rue du Tanin LINGOLSHEIM - B.P TANNERIES Cedex - France Tél. :