Inventaire des cavités souterraines hors mines du département de Meurthe-et-Moselle (54)

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1 Inventaire des cavités souterraines hors mines du département de Meurthe-et-Moselle (54) Rapport final BRGM/RP FR décembre 2010

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3 Inventaire des cavités souterraines hors mines du département de Meurthe-et-Moselle (54) Rapport final BRGM/RP FR décembre 2010 Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM et de la Convention MEEDDM-BRGM n C. Cartannaz, G. Fourniguet, A. Géron Avec la collaboration de G. Delangle Vérificateur : Nom : E. Vanoudheusden Date : 30/11/2010 (Original signé) Approbateur : Nom : D. Midot Date : 7/12/2010 (Original signé) 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 : Cavités souterraines, base de données, inventaire, Meurthe-et-Moselle, cavités naturelles, carrières souterraines, ouvrages civils, ouvrages militaires, karst, aven, grotte. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Cartannaz C., Fourniguet G., Géron A., avec la collaboration de Delangle G. (2010) Inventaire des cavités souterraines hors mines du département de Meurthe-et-Moselle (54). Rapport BRGM/RP FR, 100 p., 23 ill., 4 ann., 1 carte h.t.. BRGM, 2010, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

5 Synthèse D ans le cadre de la constitution d une base de données nationale des cavités souterraines hors mines, le Ministère de l Ecologie, de l Energie, du Développement durable et de la Mer (MEEDDM) a chargé le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), dans le cadre de ses activités de service public, de réaliser l inventaire des cavités souterraines hors mines dans le département de Meurthe-et-Moselle (convention MEEDDM n CV ). Cette étude a permis de recenser 770 cavités qui ont été intégrées dans la base de données nationale des cavités souterraines (Bdcavites) disponible sur Internet ( Le recueil de l information a été effectué à partir des données bibliographiques disponibles (archives BRGM, archives départementales ), en effectuant une enquête administrative auprès d organismes (Préfecture de Meurthe-et-Moselle, Service Historique de la Défense, SNCF, DRAC, DDAF, Centres de Recherches en Géographie des Universités de Metz (CEGUM) et Nancy (CERPA) ), à partir des données fournies par le Comité départemental de Spéléologie affilié à la Fédération Française de Spéléologie et en interrogeant la totalité des 594 communes du département. En fonction de leur enjeu potentiel, certaines des cavités signalées (71) ont fait l objet d une enquête de terrain qui a permis de préciser leur nature, leur superficie et d évaluer sommairement leur état de stabilité. L analyse typologique des cavités recensées en Meurthe-et-Moselle montre que 75 % sont des cavités naturelles dont la grande majorité est située sur des formations calcaires et notamment sur le Dogger (couches sédimentaires qui forment le revers du plateau et le front de la côte de Moselle, où les calcaires sont affectés par des phénomènes de karstification). 15,8 % des cavités sont des ouvrages militaires en lien avec le contexte historique du département (forte concentration dans le nord du département, correspondant à la ligne Maginot). Malgré leur complexité (réseaux et galeries desservant plusieurs blockhaus, forts partiellement détruits, etc.), chacun de ces ouvrages est caractérisé par une localisation ponctuelle. Par ailleurs, 6,1 % sont des ouvrages civils (anciens tunnels, aqueducs, etc.) et 1,3 % des cavités recensées sont des carrières souterraines (carrières de calcaire en majorité). Enfin, 1,7 % des cavités sont d origine indéterminée (galeries non accessibles ou pour lesquelles l information est limitée). L analyse de la répartition des cavités tous types confondus par horizon géologique montre que la majeure partie se situe au sein de formations calcaires (72,6 %) ; par ailleurs 75,3 % des cavités se situent dans la formation géologique du Dogger. Les formations marneuses et argileuses contiennent 15,2 % des cavités souterraines recensées, les ouvrages militaires y étant dominants. BRGM/RP FR Rapport final 3

6 Une évaluation du nombre des cavités a été effectuée pour chaque commune du département. Ce travail a permis de déterminer les communes les plus sensibles vis-àvis du risque lié à la présence de cavités souterraines. Ainsi, on constate que 213 communes de Meurthe-et-Moselle (35,8 %) sont concernées par la présence d au moins une cavité souterraine sur leur territoire. Il ressort également que 2 communes possèdent au moins 20 cavités sur leur territoire et que 17 communes ont une densité supérieure à 1 cavité/km 2. Il s agit de communes situées dans le Pays-Haut et dans le secteur Nancy-Toul. Les résultats de cet inventaire permettent donc de mettre en avant les communes les plus concernées par la présence de cavités. Ces résultats pourraient ainsi permettre de mettre des priorités dans le cadre de l élaboration de PPR. 4 BRGM/RP FR Rapport final

7 Sommaire 1. Introduction Présentation de l étude OBJECTIFS DE L ETUDE Généralités Objectifs à l échelle locale (départementale) Objectifs à l échelle nationale CADRE CONTRACTUEL BASE DE DONNEES NATIONALE BDCAVITES PRINCIPALES ETAPES DE LA METHODOLOGIE DES INVENTAIRES Typologie Recueil des données Validation sur le terrain Valorisation des données et saisie Synthèse des données Nature des travaux et résultats DONNEES Données du BRGM Enquête communale Recensement auprès des organismes VALIDATION DES SITES Validation des données sur le terrain Valorisation des données saisies ANALYSE CRITIQUE DE LA REPRESENTATIVITE DES DONNEES Enquête communale Recherche bibliographique et recensement auprès des organismes Enquête de terrain SYNTHESE Analyse des résultats CONTEXTE DEPARTEMENTAL...35 BRGM/RP FR Rapport final 5

8 Géographie Contexte Géologique ANALYSE TYPOLOGIQUE DES CAVITES REPERTORIEES Les cavités naturelles Les carrières souterraines Les ouvrages civils Les ouvrages militaires IDENTIFICATION DES ZONES EXPOSEES AU RISQUE «CAVITES SOUTERRAINES» Par horizons géologiques Par communes Conclusions Bibliographie Liste des illustrations Illustration 1 Interface graphique de Bdcavites sur Internet Illustration 2 Résultat de l enquête auprès des communes de Meurthe-et-Moselle Illustration 3 Nombre de cavités renseignées par les communes du département de Meurthe-et-Moselle Illustration 4 Récapitulatif des données recueillies auprès de divers organismes Illustration 5 Répartition des cavités inventoriées en Meurthe-et-Moselle, en fonction de leur type Illustration 6 Bilan de l inventaire des cavités souterraines du département de Meurthe-et-Moselle Illustration 7 Carte de présentation du département de Meurthe-et-Moselle Illustration 8 Carte des régions naturelles et du relief du département de Meurthe-et- Moselle (d après le Modèle Numérique de Terrain de l IGN) Illustration 9 Le relief de cuestas en Lorraine (D après Le Roux, 2006) Illustration 10 Carte des cuestas présentes en Meurthe-et-Moselle (d après le Modèle Numérique de Terrain de l IGN) Illustration 11 Extrait de la carte géologique de la France à 1/ Illustration 12 Schéma de la géométrie du karst de Pierre-la-Treiche Illustration 13 Schéma conceptuel du karst en Lorraine Illustration 14 A gauche : Perte du trou des Glanes (commune de Moutrot). A droite : Doline du Grand Bichet (commune de Mercy-le-Bas) Illustration 15 Spéléodrome entre les puits de la Vierge et de Haute Borne (source USAN) Illustration 16 Répartition des cavités en fonction de leur type par lithologie simplifiée Illustration 17 Répartition des cavités par lithologie simplifiée BRGM/RP FR Rapport final

9 Illustration 18 Répartition des cavités en fonction de leur type en fonction de la stratigraphie simplifiée Illustration 19 Répartition des cavités par stratigraphie simplifiée Illustration 20 Localisation des cavités recensées et lithologie simplifiée de la Meurtheet-Moselle Illustration 21 Localisation des cavités recensées et géologie simplifiée de la Meurtheet-Moselle Illustration 22 Densité de cavités par commune (nombre de cavités/km 2 dans le territoire communal)...57 Illustration 23 Nombre de cavités par commune...58 Liste des annexes Annexe 1 : Courrier d enquête communale...63 Annexe 2 : Exemple de visite de cavités souterraines...71 Annexe 3 : Fichier original du CDS Annexe 4 : Liste des cavités recensées en Meurthe-et-Moselle...85 BRGM/RP FR Rapport final 7

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11 1. Introduction D ans le cadre de ses activités de Service Public, le BRGM a été chargé par le Ministère de l Ecologie, de l Energie, du Développement durable et de la Mer (MEEDDM) de réaliser un inventaire des cavités souterraines d origine anthropique (hors mines) ou naturelle sur l ensemble du territoire métropolitain. Cette convention renouvelable annuellement, et signée pour la première fois en décembre 2001, comprend des inventaires départementaux suivant un cahier des charges général défini en accord avec le MEEDDM. L ensemble des informations collectées doit ensuite être intégré à une base de données nationale qui est consultable sur Internet ( gérée par le BRGM, en collaboration avec l INERIS (Institut National de l Environnement industriel et des Risques), le LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) et la FFS (Fédération Française de Spéléologie). Le département de Meurthe-et-Moselle, dont le territoire comprend un nombre important de cavités souterraines, fait partie des départements sélectionnés pour faire l objet d un inventaire spécifique. Ainsi, le recensement des cavités souterraines (hors mines) du département est inscrit au programme et a pour objectif principal de recenser, caractériser et localiser les cavités du département. Les cavités concernées par cet inventaire sont : - les carrières souterraines abandonnées, à savoir les exploitations de substances non concessibles et dont l exploitation est désormais arrêtée ; - les ouvrages civils tels que les tunnels, les aqueducs, les caves à usage agricole et industriel ; - les ouvrages militaires (fortifications et sapes des dernières guerres) ; - les cavités naturelles. Ce rapport de synthèse précise notamment les sources d information exploitées, les principales difficultés rencontrées, le type des cavités identifiées, ainsi que leur répartition géographique. BRGM/RP FR Rapport final 9

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13 2. Présentation de l étude 2.1. OBJECTIFS DE L ETUDE Généralités Le présent inventaire consiste à recenser, localiser et caractériser les principales cavités souterraines (naturelles et anthropiques, hors mines) situées dans le département de Meurthe-et-Moselle, puis d intégrer l ensemble de ces données factuelles dans la base de données nationale sur les cavités souterraines (Bdcavites) gérée par le BRGM à la demande du MEEDDM. Les organismes extérieurs associés sont l INERIS (Institut National de l Environnement Industriel et des Risques), le LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) et la FFS (Fédération Française de Spéléologie) Objectifs à l échelle locale (départementale) Au niveau départemental, le principal objectif est de conserver la mémoire des cavités souterraines, pour la plupart aujourd hui abandonnées. Les archives écrites concernant ces anciennes exploitations sont généralement incomplètes et dispersées. L information est le plus souvent transmise oralement, par des témoins concernés à des titres divers (propriétaires fonciers, élus communaux, anciens carriers, champignonnistes, etc.), ce qui la rend fragile et difficilement accessible. Les mouvements de population et la pression foncière conduisent à construire ou aménager dans les sites autrefois délaissés, car sous-cavés, mais dont l historique n est plus connu. Il est donc primordial, pour prévenir les accidents qui pourraient résulter de tels aménagements, de maintenir la mémoire de ces carrières souterraines et de diffuser aussi largement que possible une information fiable et homogène les concernant. Par extension, cette démarche s applique également aux autres types de cavités souterraines anthropiques abandonnées (abris civils ou militaires, caves, ouvrages civils, etc.), à l exception de celles relatives à l exploitation minière, traitées dans un cadre spécifique. L information concernant la localisation et l extension des cavités souterraines, lorsqu elle est disponible, permet une meilleure connaissance du risque, et donc sa prévention, et l organisation des secours en cas de crise. Elle peut en particulier permettre l élaboration de cartes de l aléa associé à la présence des cavités souterraines, et ainsi participer en tant que telle à celle de documents à usage réglementaire, de type PPR (Plan de Prévention des Risques naturels), comme à l information préventive du public (DDRM-Dossier Départemental des Risques Majeurs, DICRIM-Document d Information Communal sur les Risques Majeurs, DCS-Document Communal Synthétique). BRGM/RP FR Rapport final 11

14 Objectifs à l échelle nationale Il s agit d initier une démarche globale de recensement des cavités souterraines, d origine anthropique (hors mines) et naturelle, ce qui suppose de réaliser un travail d inventaire départemental sur l ensemble du territoire (ou au moins sur les secteurs potentiellement les plus concernés). La connaissance des zones sous-cavées était précédemment diffuse, hétérogène et incomplète. La méthodologie consiste en un rassemblement de la totalité des informations disponibles (sans qu il soit possible de prétendre à l exhaustivité en la matière) afin de la stocker, sous forme homogène, dans une base unique et fédérative de données géoréférencées : la Base de Données nationale Bdcavites dont les développements informatiques ont été cofinancés par le MEEDDM de 1999 à L opération d inventaire départemental des cavités souterraines anthropiques et des cavités naturelles permettra d alimenter cette base avec l ensemble des phénomènes connus à la date de l étude. L accès à cette base de données étant libre et gratuit, une large diffusion de cette connaissance sera possible, ce qui facilitera les politiques d information et de prévention du risque CADRE CONTRACTUEL Cette étude s inscrit dans le cadre d un programme pluriannuel, commandé par le MEEDDM, visant à réaliser un bilan aussi exhaustif que possible de la présence de cavités souterraines, hors mines, sur l ensemble du territoire métropolitain. La programmation, en termes de choix des départements à inventorier comme de calendrier de leur traitement, résulte d une démarche logique s appuyant sur l Inventaire National de 1994 et la cartographie de l aléa qui en a découlé, ainsi que sur divers épisodes événementiels en matière d effondrement de terrain. La méthodologie de ces inventaires est présentée dans le cahier des charges type sur lequel s appuie chaque étude. Elle permet d homogénéiser la représentation des résultats obtenus. Ce recensement faisant partie d un programme national, il est primordial que les différentes étapes de son élaboration soient définies précisément, même s'il apparaît quelques différences entre les départements en fonction de l implication des services décentralisés de l Etat notamment pour le recueil des données BASE DE DONNEES NATIONALE BDCAVITES Afin de pouvoir mettre à la disposition du public des données fiables, homogènes et réutilisables, le BRGM a développé un outil permettant le recueil, l analyse et la restitution des informations sur les cavités souterraines. 12 BRGM/RP FR Rapport final

15 Pour cela, trois outils informatiques ont été développés par le BRGM : - une base de données nationale de référence, développée sous Oracle et gérée au niveau national par le comité de gestion du projet ; - un applicatif de saisie via le web et disponible dans chaque Service Géologique Régional du BRGM ; - une interface Internet, disponible sur le site Ces trois outils offrent la possibilité de mémoriser de façon homogène l'ensemble des informations disponibles en France sur des situations récentes et sur des événements passés et donnent facilement l accès à cette information via Internet. Par ces derniers, les objectifs de diffusion et de centralisation des connaissances concernant les cavités souterraines sont donc appliqués. La saisie des données à l échelle départementale est réalisée au niveau régional par les différents SGR (Services Géologiques Régionaux) du BRGM. La mise à disposition de l information s effectue grâce au site Internet : (cf. illustration 1). BRGM/RP FR Rapport final 13

16 Présentation de la base : - objectifs - historique - caractéristiques Lien direct vers le site du MEEDDM Définition : - cavités - instabilités Sélection multicritères Caractéristiques des données Accès direct au département sélectionné Illustration 1 Interface graphique de Bdcavites sur Internet PRINCIPALES ETAPES DE LA METHODOLOGIE DES INVENTAIRES Typologie Les cavités souterraines concernées par cet inventaire départemental sont : - Les carrières abandonnées : cavités ou sites anthropiques dont l activité principale était l extraction de matériaux ; à savoir les exploitations en souterrain de substances non concessibles (pierre de taille, craie, gypse, ardoise, argile, ocre, etc.) et dont l exploitation est désormais arrêtée ; 14 BRGM/RP FR Rapport final

17 - Les caves abandonnées : cavités ou sites naturels ou anthropiques dont l usage principal était soit le remisage ou le stockage, soit une activité industrielle (hors extraction de matériaux) ou agricole (champignonnière), soit un abri civil (abris, souterrain refuge, troglodytes) ; - Les ouvrages abandonnés de génie civil : cavités à usage de transport (aqueducs, tunnels routiers, tunnels ferroviaires, souterrains pour les piétons) ; - Les ouvrages militaires abandonnés ; - Les cavités naturelles (karst calcaires, poches de dissolution ou d effondrement des évaporites, gouffres dans les quartzites du Précambrien, cavités volcaniques, grottes sous-marines, etc.) ; - Les cavités abandonnées indéterminées : s applique aux cavités pour lesquelles on ne connaît ni l origine ni l utilisation principale Recueil des données La collecte des données comprend la recherche bibliographique, un questionnaire d enquête auprès des communes et le recueil de données auprès de divers organismes. Recherche bibliographique Le but de cette phase est de rassembler toutes les informations déjà publiées concernant des vides souterrains, ou les cavités naturelles (travaux de thèses, revues de karstologie), dans le département étudié, sachant que dans certains départements, les deux types d inventaires sont dissociés. Une recherche bibliographique a tout d abord été effectuée par l intermédiaire de la bibliothèque centrale du BRGM. Elle a notamment comporté une analyse d éventuels rapports d étude concernant des sites sur lesquels le BRGM a déjà travaillé par le passé. Les rapports d étude référencés au Service Géologique Régional Lorraine et la Banque de données du Sous-Sol (BSS) du BRGM ont également été consultés. Des inventaires ont ainsi été recueillis. Une recherche auprès des Archives Départementales a également été menée ; elle a permis d intégrer des données complémentaires notamment au sujet des anciennes carrières souterraines. Les cartes géologiques du département à 1/ et les cartes IGN à 1/ ont également été exploitées afin d obtenir des informations complémentaires : grottes, anciennes carrière, ouvrages militaires, etc. BRGM/RP FR Rapport final 15

18 Questionnaire d enquête auprès des communes : Un questionnaire d enquête type a été adressé à l ensemble des communes du département par le BRGM sous couvert de la Préfecture, en date du 16 mars Les maires ont été invités à fournir au BRGM tous les éléments dont ils avaient connaissance concernant des cavités souterraines présentes sur leur territoire communal. Un extrait de carte topographique de la commune a été joint au questionnaire afin de faciliter leur repérage par les maires (ou leurs services techniques). Des relances téléphoniques ont été effectuées par le BRGM après envoi du questionnaire et ensuite à intervalles réguliers jusqu à obtenir environ 90 % de réponses. Recueil de données auprès d organismes compétents, d associations, universités Des enquêtes plus spécifiques ont été orientées vers les organismes techniques locaux ou nationaux, en vue de recueillir les informations qu ils détiennent. Les archives des anciens Services des Mines (détenues par les DRIRE ou versées aux Archives Départementales) ont été dépouillées, ainsi que d autres pièces conservées aux Archives Départementales. D autres organismes ont été consultés : CERPA et CEGUM (centres de recherches géographiques universitaires de Nancy et Metz), CETE, CETU, DDAF, DDE, DIREN, DRAC, EDF-GDF, INERIS, ONF, Parc naturel régional de Lorraine, Préfecture de Meurthe-et-Moselle, SDIS, SHD, SNCF. Convention avec la Fédération Française de Spéléologie Dans le cadre de la convention signée en mars 2010 entre le BRGM et la Fédération Française de Spéléologie, 267 données concernant la Meurthe-et-Moselle ont été intégrées à l inventaire départemental Validation sur le terrain Valorisation des données et saisie La validation sur le terrain consiste à caractériser in situ les cavités recensées et peut conduire au repérage fortuit de cavités non archivées. La phase de valorisation des données et de saisie consiste à géoréférencer les cavités, à les décrire dans des fiches de saisie et à les saisir dans Bdcavites. 16 BRGM/RP FR Rapport final

19 Validation sur le terrain Caractérisation des cavités recensées Une partie des cavités souterraines recensées par l intermédiaire de la recherche bibliographique, des enquêtes auprès des communes et des contacts avec les différents interlocuteurs locaux a fait l objet d une visite sur le terrain. Le choix a porté sur les cavités : - situées à moins de 50 mètres d une infrastructure routière ou d une habitation ; - pour lesquelles la documentation disponible était jugée insuffisante pour permettre une localisation et une description fiable. Cette visite sur le terrain avait pour objectif principal de localiser précisément la situation des cavités (repérage sur carte topographique à l échelle 1/25 000), soit à partir de l observation directe lorsque les accès étaient encore praticables ou au moins visibles, soit à partir de témoignages concordants recueillis sur place. Il s agissait aussi de compléter, par une observation rapide, les informations déjà disponibles sur l environnement du site (nature de l occupation du sol en surface et position des enjeux éventuellement exposés). Lorsque les accès étaient connus, qu il s agisse d orifices de cavités naturelles ou de bouches de cavages ou puits de carrière, ou d ouvrages civils ou militaires, leur position exacte a été notée, soit par rapport à des repères jugés pérennes, soit déterminée à l aide d un GPS quand cela était possible. Les visites ont généralement été effectuées par nos propres moyens mais il est arrivé qu elles se déroulent en présence d un accompagnateur externe (employé de Mairie, propriétaire, etc.). Validation des données et saisie Géoréférencement des cavités Toutes les cavités recensées ont fait l objet d un géoréférencement (calcul des coordonnées dans un système de projection Lambert II étendu), à partir des cartes topographiques IGN à l échelle 1/ ou de mesures GPS quand cela était possible. Valorisation des données et saisie Descriptif (fiche de saisie) Pour chacune des cavités recensées, une fiche de saisie a été remplie afin de renseigner les différents champs la décrivant dans Bdcavites, soit (énumération non exhaustive) : - localisation (commune, lieu-dit, coordonnées géographiques, etc.) ; - origine de l information ; - descriptif (géométrie, contexte géologique, nature des matériaux exploités, photos du site, état de stabilité apparent, utilisation actuelle, etc.) ; - nature de la cavité ou type d exploitation ; BRGM/RP FR Rapport final 17

20 - localisation et date d occurrence des désordres éventuels associés (fontis, effondrement généralisé, débourrages de karst, chute de blocs près des entrées, etc.) ; - nature des études et travaux éventuellement réalisés (avec références bibliographiques). Valorisation des données et saisie Saisie dans Bdcavites Les fiches ainsi remplies ont servi de support pour la saisie des informations dans la base de données nationale sur les cavités souterraines (Bdcavites) Synthèse des données La synthèse des données comprend l analyse de la représentativité des données recueillies, la réalisation de cartes de synthèse, la typologie des cavités repérées et la rédaction d un rapport de synthèse. Analyse critique des données Une fois les phases de recueil, de validation et de valorisation des données achevées pour l ensemble du département, une synthèse des cavités recensées a été effectuée. Une analyse critique des données recueillies a été menée pour déterminer la représentativité des résultats de l inventaire, en tenant compte des spécificités du département et des difficultés rencontrées (défaut de réponse de certains acteurs lors des enquêtes, absence d information dans certains secteurs, imprécision dans la localisation de cavités dont les traces ne sont plus visibles sur le terrain, etc.). Cette analyse critique est indispensable pour évaluer la fiabilité des résultats de l opération et la représentativité de l échantillon recueilli (qui ne pourra en aucun cas être considéré comme définitivement exhaustif). Carte de synthèse L ensemble des cavités recensées a été reporté sur une carte synthétique présentée à l échelle 1/ et sur laquelle figurent, outre les cavités elles-mêmes (classées par type), les principaux repères géographiques nécessaires (limites départementales et communales, villes principales, voies de communication et cours d eau principaux). Cette carte synthétique permet de visualiser les zones a priori les plus exposées au vu des connaissances actuelles et pour lesquelles des analyses plus spécifiques devront être menées, pour aboutir à l élaboration de cartes d aléa. 18 BRGM/RP FR Rapport final

21 Caractérisation des cavités recensées Une typologie (caractérisation quand il s agit de cavités naturelles) des cavités recensées dans le département a été effectuée à l aide des résultats de l inventaire départemental. La typologie s appuie non seulement sur le mode d exploitation employé lorsqu il s agit de carrières, mais tient compte aussi de la nature des matériaux extraits, de l extension des cavités, de leur mode d utilisation actuel, de leur état de stabilité apparente et de la nature des éléments exposés. La caractérisation des cavités naturelles s'est faite sur la base de critères tels que la géologie. BRGM/RP FR Rapport final 19

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23 3. Nature des travaux et résultats La méthode d acquisition des données relatives aux cavités souterraines peut se décliner en deux étapes principales, pouvant être simultanées si les évènements sont très bien renseignés : - le recensement des cavités concernées par cette étude ; - la caractérisation de ces cavités : validation et enrichissement des données DONNEES Les données recueillies pour cet inventaire sont : - les données bibliographiques et d archives ; - l enquête auprès des 594 communes du département ; - l inventaire auprès des différents organismes concernés Données du BRGM La consultation des archives du BRGM a permis de recueillir divers inventaires réalisés entre 1964 et 1998 (Margat J. et Paloc H., 1964 ; Agence de l eau Rhin-Meuse-AERM, 1977 ; Bureau E. et Arnal C., 1994 ; Arnal C. et Guidou O., 1998) et des données issues de la Monographie des communes de Meurthe-et-Moselle (1888). Ces données ont permis de réaliser une base initiale, qui, après élimination des doublons, comprenait notamment 124 cavités identifiées de source l AERM et 109 résultant des travaux d Arnal et al de L interrogation de la Banque de Données du Sous-Sol (BSS) du BRGM a permis d identifier 46 cavités. Elle a majoritairement apporté des précisions sur celles déjà inventoriées, principalement en ce qui concerne la localisation, l altitude, la profondeur et le développement, la géologie, la description et la situation ainsi que les références bibliographiques. Au final, 8 nouvelles cavités ont été ajoutées à la base initiale, car la plupart étaient déjà référencées. BRGM/RP FR Rapport final 21

24 Enquête communale La procédure d enquête auprès des 594 communes du département de Meurthe-et- Moselle a été initiée le 16 mars Chaque courrier adressé comportait une lettre expliquant les objectifs de l inventaire et signée par le cabinet du préfet, un tableau pour la réponse, une notice explicative des phénomènes recherchés et une carte topographique au 1/ de la commune (cf. annexe 1). Après des relances complémentaires (par téléphone, courrier ou fax), au 15 septembre 2009, 532 réponses ont été obtenues (cf. illustration 2) soit un taux de réponse de 89,5 %, ce qui est très correct. 103 communes de Meurthe-et-Moselle ont signalé la présence de cavités souterraines sur leur territoire (cf. illustration 3). Au total 228 cavités ont été signalées par cet intermédiaire. 212 ont pu être exploitées et se répartissent comme suit : - 97 ouvrages militaires ; - 57 cavités naturelles ; - 46 ouvrages civils (caves, souterrains refuges, aqueducs, tunnels.) ; - 9 carrières souterraines ; - 3 cavités d origine indéterminée. 22 BRGM/RP FR Rapport final

25 Illustration 2 Résultat de l enquête auprès des communes de Meurthe-et-Moselle. BRGM/RP FR Rapport final 23

26 Illustration 3 Nombre de cavités renseignées par les communes du département de Meurthe-et-Moselle. 24 BRGM/RP FR Rapport final

27 Recensement auprès des organismes Par courrier et éventuellement par téléphone, des contacts ont été établis auprès de divers organismes et services déconcentrés de l Etat et des données ont été obtenues. Des déplacements ont également été faits dans certains organismes. Les Archives Départementales Les documents conservés par les archives départementales françaises sont répartis en séries, selon leur date, leur thème et leur nature, conformément au cadre de classement réglementaire. Pour cette étude, les pièces des séries S (Travaux Publics et Transports) et W (Archives Publiques postérieures au 10 juillet 1940) ont été consultées. Des documents d archives de la SNCF ont permis de recenser 1 cavité et ainsi de localiser précisément un aqueduc construit lors de la mise en place de la ligne ferroviaire Épinal-Nancy. La DRIRE s est longtemps occupé de la gestion des mines et carrières. De nombreux documents recensant les carrières souterraines du département de Meurthe-et-Moselle sont archivés dans les pièces des anciens Services des Mines, transférés il y quelques années au centre d Archives Départementales. Toutefois, les fiches consultées ne faisaient jamais état de du type de carrières concernées (souterraines ou à ciel ouvert), et aucun plan ne permettait de les localiser précisément. Certaines informations sur des cavités ont pu cependant être extraites. La DRAC Une enquête a été menée à la D.R.A.C qui possède, à travers des documents d archives, des données culturelles telles que les monuments historiques souterrains ou les cavités naturelles (grottes, abris sous-roches) où ont été retrouvés des vestiges archéologiques d occupation romaine ou préhistorique. 13 sites ont été identifiés. Après élimination des doublons, par ce biais, 3 nouveaux sites ont pu être ajoutés à la base. Le CEGUM et le CERPA Les Centres de Recherches en Géographie des Universités de Metz et Nancy ont été contactés. Les bibliothèques ont pu être consultées à plusieurs reprises, et des professeurs de géographie physique, des géomorphologues et karstologues ont apporté une grande contribution à l inventaire en transmettant avec un réel intérêt les informations qu ils détenaient de mémoire, dans leurs publications ou dans les travaux universitaires des étudiants qu ils avaient encadrés. Citons parmi les contributions celles de Lehmuller (plus de 50 cavités) et Losson (plus de 20 cavités). L ensemble des références consultées sont listées dans le chapitre Bibliographie du rapport. Ces informations ont permis de compléter les données de la base et d ajouter de nouvelles cavités à la base initiale. BRGM/RP FR Rapport final 25

28 La Direction Départementale de l Agriculture et de la Forêt (DDAF) La DDAF ne possède pas dans ses bases de données d éléments en liaison avec les cavités. Elle a toutefois fourni au BRGM des références bibliographiques dont la revue semestrielle de karstologie et de spéléologie physique de la Fédération Française de Spéléologie et de l Association Française de Karstologie, «Karstologia». Le Service Historique de la Défense (SHD) Le Service Historique de la Défense est basé à Vincennes et conserve l ensemble des archives militaires des trois armes (Terre, Mer et Air). Le Département de l Armée de Terre possède des listes de sites souterrains du département de Meurthe-et-Moselle (6 ème région militaire), effectué par la Commission supérieure interministérielle. L étude de ces documents a révélé l existence d infrastructures souterraines, notamment d anciennes carrières souterraines utilisées par l Armée. Cependant, la plupart des sites sont toujours en terrains militaires utilisés. Un seul tunnel a donc pu être ajouté à la base initiale. Les revues de spéléologie Enfin des revues ont été consultées et ont permis de compléter le recensement. Ce sont : - la revue Hadès (Les cahiers spéléologiques de Lorraine) ; - la revue Spélé-eau-boue (Association spéléologique de Haute-Marne) ; - la revue Spéléo-L (Comité régional de spéléologie d Alsace et de Lorraine- Nancy, puis Ligue spéléologique lorraine). La Fédération Française de Spéléologie (FFS) et le Comité Départemental de Spéléologie de Meurthe-et-Moselle Par convention du 2 mars 2010, la Fédération Française de Spéléologie s est engagée à remettre au BRGM un fichier informatisé répertoriant l ensemble des cavités connues dans le département de Meurthe-et-Moselle. Ainsi un fichier de 267 cavités répertoriées en Meurthe-et-Moselle nous a été transmis par le Comité Départemental de Spéléologie. Ce fichier fournit notamment pour chaque cavité inventoriée le nom de la commune concernée, le lieu-dit d implantation, les coordonnées géographiques si elles sont connues et la référence bibliographique associée (auteur, ouvrage, année de parution, éditeur). Le tableau original fourni est visible en annexe BRGM/RP FR Rapport final

29 Autres organismes concernés Les organismes suivants disposant d archives ou d informations sur des cavités ont été identifiés et contactés : - le CETU ; - le Parc Naturel Régional de Lorraine ; - la Direction Départementale de l Equipement ; - La Direction Régionale de l Environnement ; - Le département «Archives» ainsi que la Direction des Etudes et Recherches d EDF-GDF à Paris ; - Le Service Départemental d Incendie et de Secours ; - L INERIS ; - Le Service de Protection Civile de la Préfecture de Meurthe-et-Moselle ; - Le CETE ; - La SNCF/RFF Nombre d organismes contactés ont déclaré n avoir aucune archive relative aux cavités souterraines, et ont renvoyé le plus souvent à des références bibliographiques, ou encore au Comité Départemental de Spéléologie (cf. illustration 4). La consultation de sites Internet Les sites retenus sont des pages spécialisées (bibliographie et associations). Les différentes cavités indiquées étaient déjà indiquées dans la base initiale, mais leur consultation a néanmoins permis de compléter certaines informations (géométrie, développement, coordonnées, état de l entrée, etc.). Il s agit : - : site Internet officiel du Club de Spéléologie de Meuthe-et-Moselle. 17 cavités y sont recensées ; - : site internet de l USAN (Union Spéléologique de l'agglomération Nancéienne), qui présente le Spéléodrome de Nancy, ancien ouvrage souterrain de drainage des eaux souterraines du plateau de la forêt de Haye, réalisé à la fin du 19 ème siècle ; BRGM/RP FR Rapport final 27

30 - : dans sa rubrique «site plongée», une carte active permet d accéder à 5 cavités pour la Meurthe-et-Moselle. BRGM Organismes consultés Archives départementales Service Historique de la Défense FFS - (Comité départemental de spéléologie) Centres de recherches géographiques (Universités de Metz et de Nancy) DDAF DRAC CETE/LRPC CETU DDE (DDT) DIREN EDF-GDF INERIS PNR de Lorraine RFF SDIS Documents récupérés Documents bibliographiques, données de la Banque de Données du Sous-Sol, rapports et revues spéléologiques. Des données obtenues dans les dossiers versés par le Service des Mines de la DRIRE et dans un document de la SNCF. Une donnée concernant un tunnel. 267 cavités recensées communiquées. Données issues de travaux universitaires Références bibliographiques (karstologie et spéléologie) Données d archives. Pas de données Pas de réponse Pas de données Pas de données Pas de réponse Pas de réponse Pas de réponse Pas de réponse Pas de réponse Illustration 4 Récapitulatif des données recueillies auprès de divers organismes. 28 BRGM/RP FR Rapport final

31 3.2. VALIDATION DES SITES Validation des données sur le terrain Conformément au cahier des charges, un certain nombre de cavités souterraines recensées lors de la phase de recueil de données ont fait l objet d une visite sur le terrain. Le choix a porté sur les cavités : - situées à moins de 50 mètres d une infrastructure routière ou d une habitation (présentant de ce fait un risque potentiel) ; - pour lesquelles la documentation disponible était jugée insuffisante pour permettre une localisation et une description fiable. Cela représente au total 71 cavités Valorisation des données saisies Toutes les cavités recensées par le biais de cette étude, qu elles soient d origine naturelle ou anthropique, sont à ce jour traitées et saisies dans Bdcavites. Pour la plupart d entre elles, les informations recueillies auprès des divers organismes contactés ou dans les rapports d étude se sont avérées suffisamment exhaustifs et ne justifiaient pas de visite de terrain complémentaire ANALYSE CRITIQUE DE LA REPRESENTATIVITE DES DONNEES Enquête communale Le bon taux de retour des courriers destinés aux communes (plus de 89 % de réponses écrites) tend à montrer que les communes se sentent de plus en plus concernées par les problèmes liés aux risques naturels. Cependant, ces informations sont souvent difficiles à obtenir et il a été nécessaire de réaliser plusieurs relances. Par contre, le nombre relativement faible de cavités collectées par cet intermédiaire (212 données exploitables dont une fraction était déjà connue par d autres sources) montre que les communes ont une connaissance limitée des cavités sur leur territoire en particulier en ce qui concerne les cavités naturelles souvent situées dans des zones sans enjeux. En général, les communes ont une bien meilleure connaissance des cavités d origine anthropique (carrières souterraines, ouvrages militaires, aqueducs, etc.) proches des zones habitées. Les ouvrages militaires notamment, sans doute de par leur taille, leur visibilité et la trace qu ils ont laissée dans la mémoire, ont été le plus souvent cités (cf. chapitre ci-avant). BRGM/RP FR Rapport final 29

32 Quelques erreurs ou imprécisions ont été constatées dans les réponses aux questionnaires : - signalement de cavités en service (tunnels routiers, galeries de captage des eaux, etc.) ; - erreur sur la typologie de la cavité ; - absence ou approximation du positionnement sur le fond de plan IGN fourni ; - dans de rares cas, prise en compte de cavités d origine minière. Le contrôle sur le terrain ou le contact téléphonique permettent en général de corriger ces erreurs Recherche bibliographique et recensement auprès des organismes Concernant les cavités naturelles (578 recensées), le plus gros contributeur est la Fédération Française de Spéléologie (265 cavités y font référence), suivi par le BRGM (données issues de l AERM, travaux Arnal de 1998) et les travaux d universitaires (Lehmuller). Concernant les ouvrages militaires (au nombre de 122), comme pour les ouvrages civils (au nombre de 51), les organismes ont apporté très peu d information, le plus gros contributeur étant l enquête communale. Ceci peut s expliquer par l absence de données fournies par nombre d organismes consultés. Il est à noter que les visites de terrain ont permis de compléter la base de données en ouvrages militaires (18 nouveaux ouvrages vus et recensés). Concernant les carrières souterraines abandonnées, aucun organisme n a soumis de données. Les 9 carrières inventoriées proviennent de l enquête communale. En dehors des organismes cités précédemment, les fournisseurs de données ont été la DRAC (3 cavités). Les données fournies par la DRAC ne concernent pas toujours des cavités vraiment individualisées ; il s agit juste parfois d un habitat ou d un gisement dont la prise en compte n a pas été jugée utile dans le cadre de l inventaire départemental des cavités souterraines. La SNCF, via un document d archive et une réponse de mairie où elle est citée, est aussi à l origine de 3 cavités. 30 BRGM/RP FR Rapport final

33 Les autres problèmes rencontrés restent typiques des inventaires départementaux en particulier au niveau de la redondance de l information. En effet, une seule et même donnée peut provenir de plusieurs sources différentes avec des informations parfois contradictoires. Il faut être vigilant et choisir la donnée la plus fiable, au besoin en recoupant l information sur le terrain. Ce problème est principalement valable pour les cavités naturelles, signalées plusieurs fois par diverses sources (FFS, BRGM, travaux universitaires, enquête communale), parfois sous des appellations différentes. D une manière générale, l intégration des différentes sources de données a pris beaucoup de temps en raison des problèmes de tri, d identification de doublons ou d erreur de coordonnées. Un autre problème des données collectées est l hétérogénéité des renseignements. En effet, ceux-ci peuvent aussi bien être assez fournis lorsqu ils sont issus de rapports d études ou de personnes ressources qui ont visité les cavités. A contrario, les données peuvent être assez pauvres lorsqu il s agit de listings sans informations précises. Nous n avons pas cherché à compléter systématiquement l ensemble des champs de la base de données mais plutôt à renvoyer l utilisateur vers son auteur. Cette approche, qui vise plutôt à constituer une base de métadonnées est pour nous une garantie de l exactitude des données finales et ainsi que d une utilisation de cellesci en accord avec les différents auteurs Enquête de terrain Les visites de terrain ont été effectuées au cours des mois d avril à août Les principaux problèmes rencontrés sont d ordre pratique et ont pu concerner : - la localisation des entrées de la cavité, parfois difficilement repérables en raison de la végétation, de la disparition des entrées, de la topographie ou tout simplement en raison de l imprécision de la localisation sur la carte IGN ; - l identification des doublons sur le terrain ; - la prise de rendez-vous éventuelle avec la personne ressource permettant de mieux caractériser les données d enquête (démarche parfois longue dans les petites mairies). Compte tenu du nombre limité de visites de cavités, on doit considérer que l enquête de terrain a plus valeur d une approche contextuelle des cavités souterraines dans la Meurthe-et-Moselle, que d une évaluation de leur état de stabilité. Ce sont très majoritairement les cavités d origine anthropique qui ont fait l objet d une visite. L annexe 2 présente des exemples de visites réalisées avec photographie à l appui. BRGM/RP FR Rapport final 31

34 3.4. SYNTHESE La répartition des cavités recensées dans cet inventaire, après élimination des redondances, est illustrée ci-après, selon leur type. Répartition des cavités de Meurthe-et-Moselle par type 6,1 % 1,3 % 1, 7 % 15,8 % Cavités naturelles Ouvrages militaires Ouvrages civils Carrières souterraines Indéterminé 75,1 % Illustration 5 Répartition des cavités inventoriées en Meurthe-et-Moselle, en fonction de leur type. Type de cavité Nombre de cas recensés Pourcentage Cavités naturelles ,1 % Ouvrages militaires ,8 % Ouvrages civils 47 6,1 % Carrières souterraines 10 1,3 % Indéterminé 13 1,7 % TOTAL % Illustration 6 Bilan de l inventaire des cavités souterraines du département de Meurthe-et-Moselle BRGM/RP FR Rapport final

35 Un total de 770 cavités a été recensé. Même si la contribution des données obtenues au BRGM et auprès de la FFS est importante, ce chiffre n est cependant certainement pas exhaustif du fait que les communes n ont pas toute la connaissance des cavités susceptibles d être présentes sur leur territoire. On constate qu une grande majorité des cavités (75,1 %) correspond à des cavités naturelles, en majorité situées du nord au sud sur la Côte de Moselle calcaire. On constate également un nombre assez important d ouvrages militaires (122 ouvrages) par rapport au nombre d ouvrages civils (47). Les carrières souterraines apparaissent en très faible nombre. BRGM/RP FR Rapport final 33

36 34 BRGM/RP FR Rapport final

37 4. Analyse des résultats 4.1. CONTEXTE DEPARTEMENTAL Géographie D une superficie de 5246 km², le département de Meurthe-et-Moselle doit son nom aux deux principales rivières qui le traversent (cf. illustration 7). Le département fut créé en 1871, après le rattachement à l Allemagne de l Alsace et d une partie de la Lorraine. Il regroupe des parties demeurées françaises des anciens départements de la Meurthe (arrondissement de Nancy, Toul et Lunéville) et de la Moselle (arrondissement de Briey). Il a depuis gardé sa configuration géographique originale, une forme très étirée vers le nord et beaucoup plus large au sud, parfois comparée à une oie. Ses dimensions sont de 130 km du nord au sud et entre 7 et 138 km d'est en ouest. Frontalière avec la Belgique et le Luxembourg, voisine de L'Allemagne, elle jouit d'une situation privilégiée au sein de l'espace européen. Avec la Moselle à l'est, la Meuse à l'ouest et les Vosges au sud, la Meurthe-et-Moselle appartient à la région Lorraine. Son point le plus élevé est le Roc de Taurupt, situé près du lac de Pierre Percée, qui culmine à 731 m. La population de Meurthe-et-Moselle ( habitants 1, 28 ème département de France de par son poids démographique, et 136 habitants au km 2, soit 1,4 fois la moyenne nationale), est répartie en 4 arrondissements : Nancy (préfecture), Briey, Lunéville et Toul (sous-préfectures) regroupant 594 communes. Régions naturelles Le département de Meurthe-et-Moselle n est pas une entité naturelle à part entière, mais appartient à 5 grands bassins topographiques que sont le sillon mosellan, le plateau lorrain, le Pays-Haut, la Lorraine méridionale, et enfin le Toulois (cf. illustration 8). Le sillon mosellan : De la frontière germano-luxembourgeoise au sud de Nancy, il constitue, par sa continuité physique, économique et son flux de communications, l'épine dorsale de la région Lorraine. Cette zone forme aujourd'hui une métropole d'un million d'habitants. Les côtes bordant la rive gauche de la Moselle, bien marquées et continues de Liverdun à Arnaville, sont entaillées par les vallées boisées des nombreux affluents de la Moselle. 1 INSEE, RP BRGM/RP FR Rapport final 35

38 Le plateau lorrain : Le Saulnois, au nord-est de Nancy, se prolonge en Moselle. Possédant des terres fertiles, ce pays, traversé par la Seille, est essentiellement agricole (céréales et élevage bovin). Nomeny en est la ville principale sur la bordure orientale de Meurthe-et-Moselle. Illustration 7 Carte de présentation du département de Meurthe-et-Moselle. 36 BRGM/RP FR Rapport final

39 Le Pays-Haut minier : Le nord du département constitue un large plateau délimité à l'ouest par la plaine de la Woëvre, à l'est par la vallée de la Moselle qu'il domine, au nord par la Belgique et le Luxembourg, au sud par la vallée du Rupt de Mad. Loin d'être uniforme, le Pays-Haut présente deux types de paysages : - Le plateau minier et agricole : bien que l'activité minière s'y soit développée depuis plus d'un siècle, le Pays-Haut a conservé une importante activité agricole, qui occupe 80 % de la superficie. Les vallées étroites et boisées dont la sidérurgie avait transformé le paysage, occupant une large population, traversent aujourd'hui une crise profonde en raison de la disparition des activités sidérurgiques. - Les friches industrielles (usines désaffectées, cités ouvrières) se multiplient tant dans la vallée de l'orne (Joeuf, Auboué..) que dans celle de la Chiers (Longwy). La Lorraine méridionale : - Le Saintois : Le Saintois, bordé au nord par la Moselle, recouvre les cantons de Vézelise et d'haroué, une fraction de ceux de Colombey et de Neuves-Maisons : il est traversé par le Madon et son affluent le Brénon, qui arrose Vézelise. C'est un pays rural, à la fois grenier à céréales et terre d'élevage, illustrant bien la richesse agricole de la Lorraine méridionale. - Le Vermois : Le Vermois commence au sud-est de Nancy avec les communes de Ludres, Fléville et Laneuveville. Délimité au nord par la Meurthe et au sud par la Moselle, c'est un plateau peu élevé. La fertilité de ses sols limoneux, qui permet la culture de céréales, et l'importance des surfaces en herbe vouées à l'élevage bovin, en font une région agricole active ayant pour débouché la proche agglomération nancéienne. Les villes principales sont localisées dans les vallées : Richardménil dans celle de la Moselle, Rosières-aux-Salines et Saint-Nicolas-de-Port, qui rayonne sur le Vermois par son commerce et son activité industrielle, dans celle de la Meurthe. Le Toulois : Au pied des côtes de Meuse, au nord de Toul, s'étend la Woëvre, vaste plateau argileux, aux larges prairies fertiles, à laquelle appartient, dans le département, une partie des cantons de Domèvre-en-Haye et Thiaucourt. Plus à l'est et jusqu'au sud du département se situe la Haye, vaste plateau agricole et forestier, indissociable de la côte de Moselle qui la borde à l'est. Long de 80 km et large de 7 à 25 km, ce plateau est recouvert entre Nancy, Neuves-Maisons et Toul par l'immense forêt de Haye, où se trouvent de profonds vallons escarpés et étroits, des grottes et des cavernes, ainsi que des résurgences de cours d'eau souterrains. BRGM/RP FR Rapport final 37