Aurillac (15) Effondrement d un mur de soutènement dans le centre hospitalier. Avis du BRGM. Rapport final

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1 Aurillac (15) Effondrement d un mur de soutènement dans le centre hospitalier Avis du BRGM Rapport final BRGM/RP FR Octobre 2005

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3 Aurillac (15) Effondrement d un mur de soutènement dans le centre hospitalier Avis du BRGM Rapport final BRGM/RP FR Octobre 2005 Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM PIRA04 O. Renault Vérificateur : Nom : J.L. Nedellec Date : 7 octobre 2005 Signature : Approbateur : Nom : P. Rocher Date : 12 octobre 2005 Signature : Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

4 Mots clés : Cantal, Aurillac, Oligocène, mur de soutènement, centre hospitalier, effondrement. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Renault O. (2005) Aurillac (15) Effondrement d un mur de soutènement dans le centre hospitalier. Rapport BRGM/ RP FR, 21 p, 9 ill. BRGM, 2005, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

5 Synthèse A la demande de la Préfecture du Cantal et dans le cadre de sa mission d appui aux administrations, le BRGM est intervenu le 28 septembre 2005 afin de fournir un avis géologique sur l effondrement d un mur de soutènement survenu le 5 septembre 2005 dans le centre hospitalier d Aurillac. Cet événement a entraîné la destruction de plusieurs voitures et ambulances. Aucune victime n a été à déplorer. Après enquête sur le terrain et analyse des documents d archive, il apparaît que le mur s est renversé sur la chaussée sur une trentaine de mètres de longueur, entraînant partiellement les terrains situés derrière sur 1,5 m de largeur, ce qui représente environ 20 à 30 m 3 de matériaux. Cet événement fait suite à une pluviosité exceptionnelle enregistrée le 5 septembre 2005 à Aurillac : celle-ci est supérieure de 86 % au maximum journalier connu sur la période (source Météo France). De surcroît, il existe une excellente corrélation entre le maximum de pluie enregistré au cours de la journée (67 % du cumul journalier enregistré entre 14 et 17 h) et l effondrement du mur observé entre 16h30 et 17 h. Il est donc probable que l effondrement du mur soit imputable à l infiltration d eau de ruissellement derrière le mur et que celui-ci a joué un rôle de barrière hydraulique. Ce phénomène a pu être accentué par de nombreux facteurs : mauvaise gestion des eaux pluviales au-dessus du mur, faible nombre de barbacanes dans le mur, vieillissement des maçonneries, poids d une camionnette garée au-dessus du mur Il est donc indispensable que ce mur de soutènement soit reconstruit dans les règles de l art en portant une attention particulière sur le bon drainage des eaux de ruissellement. Par ailleurs, il est recommandé d effectuer un diagnostic de tous les murs de soutènement existants dans l enceinte de l hôpital afin de vérifier l état des maçonneries, le bon fonctionnement du réseau de drainage et d évacuation des eaux pluviales, et de préconiser d éventuelles mesures confortatives. BRGM/RP FR Rapport final -3-

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7 Sommaire 1.Introduction Contexte géomorphologique et géologique Rappels des faits Examen du site le 28 septembre Analyse des précipitations Avis du BRGM ANALYSE DES CAUSES DE L EFFONDREMENT DU MUR RECOMMANDATIONS EN MATIERE DE REMISE EN ETAT DU SITE Conclusion...21 Liste des illustrations Illustration 1 : Localisation du site sur le fonds IGN à 1/ Illustration 2 : Extrait de la carte géologique n 811 d Aurillac à 1/ montrant la situation du lieu de l expertise...9 Illustration 3 : Aperçu de l effondrement le 5 septembre 2005 Vue depuis le parking inférieur...11 Illustration 4 : Aperçu de l effondrement le 5 septembre 2005 Vue depuis le parking supérieur...11 Illustration 5 : Vue aérienne du secteur concerné de l hôpital d Aurillac dans les années Illustration 6 : Aperçu du mur le 28 septembre 2005 Vue depuis le Nord-Est...15 Illustration 7 : Aperçu du mur le 28 septembre 2005 Vue depuis le Sud-Ouest...15 Illustration 8 : Sens de l écoulement des eaux de ruissellement au-dessus du mur...16 Illustration 9 : Rétention d eau derrière le parapet...16 BRGM/RP FR Rapport final -5-

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9 1. Introduction A la demande de la Préfecture du Cantal et dans le cadre de sa mission d appui aux administrations, le BRGM est intervenu sur la commune d Aurillac afin de fournir un avis géologique sur l effondrement d un mur de soutènement dans l enceinte du centre hospitalier d Aurillac. L avis du BRGM est fondé sur une visite du site effectuée le 28 septembre 2005 en présence de Monsieur LIGOCKI, responsable des services techniques de l hôpital d Aurillac et de Monsieur Olivier RENAULT, du BRGM (Service Géologique Régional Rhône-Alpes). Illustration 1 : Localisation du site sur le fonds IGN à 1/ BRGM/RP FR Rapport final -7-

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11 2. Contexte géomorphologique et géologique Le centre hospitalier d'aurillac est situé à flanc de colline dans un versant moyennement pentu orienté vers le Sud-Est. Le mur de soutènement effondré se situe en partie supérieure du versant aux environs de la cote m NGF, à proximité d un ancien thalweg naturel. D après la carte géologique à 1/ n 811 d Aurillac, le flanc de colline sur lequel est situé le centre hospitalier d Aurillac est constitué de la succession lithologique suivante : en partie basse de versant, les marnes et dolomies de l Oligocène (g 3 M) sont présentes jusqu au contact avec les dépôts fluvioglaciaires de la vallée de la Jordanne ; en partie intermédiaire de versant, les formations de l Oligocène deviennent plus carbonatées (g 3 C) ; en partie supérieure de versant, un horizon de brèches volcaniques indurées (br) recouvre le substratum marno-calcaire. Illustration 2 : Extrait de la carte géologique n 811 d Aurillac à 1/ montrant la situation du lieu de l expertise BRGM/RP FR Rapport final -9-

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13 3. Rappels des faits Le 5 septembre 2005 entre 16h30 et 17h, le mur de soutènement bordant le garage mécanique de l hôpital d Aurillac s effondre brutalement sur une trentaine de mètres de long, entraînant une camionnette qui était garée sur le rebord du mur et qui a basculé sur la tranche. Trois voitures particulières et une ambulance garées au pied du mur ont été écrasées par la maçonnerie. Fort heureusement, on ne déplore aucune victime. Cet événement intervient à la suite de pluies torrentielles observées le jour même à Aurillac. Illustration 3 : Aperçu de l effondrement le 5 septembre 2005 Vue depuis le parking inférieur Illustration 4 : Aperçu de l effondrement le 5 septembre 2005 Vue depuis le parking supérieur BRGM/RP FR Rapport final -11-

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15 4. Examen du site le 28 septembre 2005 Un examen du mur a été réalisé le 28 septembre 2005 en présence de Monsieur LIGOCKI, responsable des services techniques de l hôpital. Malgré l évacuation des déblais et la remise en état partielle du site, cette visite a permis de préciser un certain nombre d éléments. Le mur qui s est effondré a été construit en 1892 en même temps que l hôpital. Il s agit d un ouvrage en pierres maçonnées à la chaux d une hauteur d environ 2,50 m. Plus récemment, ce mur a été coiffé par un parapet en béton et recouvert par une végétation grimpante de type ampilopsis. Il comportait une ligne de barbacanes en pied dont le nombre exact n a pas pu être évalué. Le jour de la visite, ces barbacanes ne coulaient pas mais les services techniques de l hôpital rapportent que ceux-ci débitaient fortement le 5 septembre 2005 au soir après l effondrement du mur. Il n existe aucun plan du mur en question. La seule photo d archive disponible indique que le mur supportait, avant 1992, un champ agricole. Depuis cette année, un garage voué à l entretien des véhicules hospitaliers entouré d une surface goudronnée a été construit. On estime que cet aménagement a imperméabilisé environ m 2 de terrain. D après les photos prises le 5 septembre 2005 par les services techniques de l hôpital, il apparaît que la partie sommitale du mur s est renversée sur la chaussée sur une trentaine de mètres de long. Ce phénomène a entraîné la déstabilisation des terrains situés derrière le mur dans le secteur où se trouvait la camionnette, soit sur une dizaine de mètres de large. Les terrains y ont été décapés sur une largeur d environ 1,50 m. Ailleurs, seule la partie maçonnée du mur a basculé sur la chaussée. Il apparaît que les terrains situés derrière le mur sont constitués de blocs et cailloutis calcaires mélangés à une matrice limono-argileuse. Il s agit très probablement de colluvions du substratum marno-calcaire plus ou moins remaniées. Le substratum rocheux est observable dans un déblai de chantier voisin dans l enceinte de l hôpital : il s apparente à une alternance de calcaires marneux blancs à silex noirs à pendage sub-horizontal. On observe quelques faibles venues d eau souterraine au sein de cette formation. Il est intéressant de remarquer que le mur n a pas basculé sur toute sa hauteur et que sa partie basale est restée en place sur 0,5 à 1 m de hauteur environ. De cette façon, on peut estimer que le volume de matériaux déstabilisé est l ordre de 20 à 30 m 3, maçonnerie comprise. Par ailleurs, l examen du réseau d eaux pluviales indique qu il existe deux collecteurs chargés d évacuer les eaux pluviales issues des terrains imperméabilisés situés au-dessus du mur : un collecteur de 150 mm (EP1) qui récupère les eaux de ruissellement du garage (toiture et pont roulant extérieur), soit un impluvium d environ 560 m 2. Ces eaux sont dirigées vers un séparateur à hydrocarbure situé à l aplomb du mur (qui est resté en place malgré des traces de déstabilisation) et dont l exutoire passerait sous le mur ; un collecteur de 150 mm (EP2) -les plans n indiquent pas l existence de cette canalisation et son diamètre n a pas été précisément mesuré- qui récupère les eaux de ruissellement BRGM/RP FR Rapport final -13-

16 issues des surfaces goudronnées situées autour du garage, soit environ m 2. Ces eaux sont dirigées de manière peu évidente vers un brise charge hydraulique dont l exutoire passerait également sous le mur (non vérifié). Il convient de préciser que la pente de la surface goudronnée située en aval du garage a un léger fruit vers l aval de telle façon que l eau devait vraisemblablement longer le parapet du mur avant de rejoindre l exutoire (EP2). Par ailleurs, l examen des alentours montre que le mur de soutènement se prolongeait vers le Sud-Ouest par un mur de séparation qui marque la limite de l hôpital avec une propriété privée. Ce dernier ne faisant pas soutènement, on peut se demander si le mur qui s est écroulé le 5 septembre 2005 a toujours rempli cette fonction (même si une photo des années 1990 montre qu il assumait déjà ce rôle à cette époque). Du reste, ce mur de séparation était en très mauvais état et les services techniques de l hôpital ont du l abattre à la suite de l évènement du 5 septembre Enfin, il convient de signaler qu une partie des eaux de ruissellement issue de la propriété privée sus-mentionnée est manifestement dirigée vers l hôpital et sollicite son réseau pluvial. Illustration 5 : Vue aérienne du secteur concerné de l hôpital d Aurillac dans les années 90 BRGM/RP FR Rapport final -14-

17 Illustration 6 : Aperçu du mur le 28 septembre 2005 Vue depuis le Nord-Est Illustration 7 : Aperçu du mur le 28 septembre 2005 Vue depuis le Sud-Ouest BRGM/RP FR Rapport final -15-

18 Illustration 8 : Sens de l écoulement des eaux de ruissellement au-dessus du mur Illustration 9 : Rétention d eau derrière le parapet BRGM/RP FR Rapport final -16-

19 5. Analyse des précipitations L analyse des données de Météo France se révèle particulièrement intéressante. En effet, la station météorologique de l aérodrome d Aurillac a enregistré, pour la seule journée du 5 septembre 2005, un cumul de pluie de 145,6 mm. Cette valeur constitue un record absolu puisque le maximum de précipitations enregistré à Aurillac en 24 heures pendant la période était jusqu ici de 78 mm. Le cumul pluviométrique enregistré en une seule journée a donc dépassé de 86 % le maximum connu. Cet événement est d autant plus remarquable qu il fait suite à 10 mois de sécheresse et un mois d août particulièrement sec, avec un cumul de précipitations de l ordre 40 mm seulement alors que la moyenne de ce mois est de 78,9 mm. L analyse détaillée de la répartition des précipitations le 5 septembre 2005 montre que le maximum d intensité pluviométrique a été enregistré entre 14 et 17 h avec un cumul pluviométrique de 92,6 mm, dont 78,2 mm entre 14 et 16 h. On remarque que l effondrement du mur, qui s est produit entre 16 h 30 et 17 h, coïncide avec la fin de cet épisode pluvieux particulièrement intense et violent. BRGM/RP FR Rapport final -17-

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21 6. Avis du BRGM 6.1. ANALYSE DES CAUSES DE L EFFONDREMENT DU MUR L effondrement du mur de soutènement du garage du centre hospitalier d Aurillac est vraisemblablement dû aux pluies exceptionnelles observées le 5 septembre 2005 et tout particulièrement au cumul de pluies observé entre 14 et 17 h qui représente plus de 63 % du cumul journalier. Les pluies du 5 septembre 2005 ont dépassé de 86 % le maximum journalier connu à Aurillac sur la période Cet événement a entraîné la déstabilisation de 20 à 30 m 3 de matériaux (maçonnerie comprise). On constate que le mur s est effondré entre 16 h 30 et 17 h selon les services techniques de l hôpital, soit très peu de temps après -ou à la fin de- l épisode pluvieux le plus intense (près de 80 mm en 2 heures). Ce laps de temps très court tend à montrer que l effondrement du mur est probablement du à de l infiltration d eau de ruissellement à l arrière du mur. Ce dernier a dû jouer un rôle de barrière hydraulique vis-à-vis des écoulements. Plusieurs observations plaident par ailleurs en faveur de cette hypothèse : Une mauvaise gestion des écoulements à l arrière du mur (absence de cunette, pas de pentes importantes) a probablement favorisé l accumulation des eaux de ruissellement à l arrière du parapet et accentué la saturation des terrains par infiltration d eau entre le macadam et le mur ; La faible dimension des évacuateurs d eau pluviale, en particulier EP2, qui a eu la charge d évacuer plus de 110 m 3 d eau en deux heures (calcul sommaire d après la superficie des terrains imperméabilisés), a pu entraîner sa saturation et sa mise en charge hydraulique ; Le mur a cédé dans sa partie supérieure ce qui tend à montrer que cette partie du terrain a été la plus sollicitée d un point de vue hydraulique. Par ailleurs, cette partie du mur correspond aussi à celle où les barbacanes sont absentes. A ces facteurs principaux, ont pu s ajouter les éléments suivants : Le mur est ancien, sa structure a vieilli et n a probablement pas été réalisée dans les règles de l art. D autre part, sa fonction originelle de soutènement reste à démontrer ; Mauvaise étanchéité du réseau d eaux pluviales souterrain : cet élément ne peut être avancé qu à l état d hypothèse car aucune preuve n existe dans ce domaine, mais ce facteur a pu jouer un rôle déterminant ; Poids de la camionnette qui a certainement accentué les contraintes sur le mur. En l état actuel de l analyse, il ne semble pas que l effondrement du mur soit du à des venues d eau souterraine d origine plus lointaine. En effet, les matériaux observés (substratum marnocalcaire et colluvions) peuvent être sujets à des circulations d eau mais les aquifères qu ils contiennent ont un caractère peu transmissif, ce qui est contradictoire avec la soudaineté de l effondrement survenu de manière quasiment concomitante avec le maximum pluviométrique. BRGM/RP FR Rapport final -19-

22 Toutefois, il conviendrait de réaliser une étude plus fine (comprenant sondages, pose de piézomètres et essais de perméabilité) pour s assurer de la validité de cette hypothèse RECOMMANDATIONS EN MATIERE DE REMISE EN ETAT DU SITE Il est recommandé de reconstruire le mur sur la base d une étude de sol effectuée par un bureau d études spécialisé. Outre les règles de l art qu il convient d appliquer pour la reconstruction du mur (drainage, semelle ), il conviendra de réaliser parallèlement : Un contrôle de l étanchéité des canalisations d eaux pluviales en particulier à proximité du mur ; Un remodelage des lignes d écoulement des eaux pluviales en provenance du pourtour du garage et de la propriété mitoyenne : mise en place d une cunette latérale au parapet avec évacuateurs espacés régulièrement, mise en place d avaloirs intermédiaires, etc Par ailleurs, il est recommandé qu un audit de tous les murs de soutènement de l hôpital soit effectué, comprenant en particulier une appréciation de la structure et de l état de la maçonnerie, un contrôle du système de drainage du mur (barbacanes sur toute la hauteur), un contrôle des réseaux d eaux pluviales à proximité (lignes d écoulement, étanchéité du réseau, ) et, le cas échéant, la définition de mesures confortatives (reprise du réseau EP, drainage du mur ou mise en place de contreforts ). BRGM/RP FR Rapport final -20-

23 7. Conclusion A la demande de la Préfecture du Cantal et dans le cadre de sa mission d appui aux administrations, le BRGM est intervenu le 28 septembre 2005 afin de fournir un avis géologique sur l effondrement d un mur de soutènement survenu le 5 septembre 2005 dans le centre hospitalier d Aurillac. Cet événement a entraîné la destruction de plusieurs voitures et ambulances. Aucune victime n est à déplorer. Après enquête sur le terrain et analyse des documents d archive, il apparaît que le mur s est renversé sur la chaussée sur une trentaine de mètres de longueur entraînant partiellement les terrains situés derrière sur 1,5 m de largeur, ce qui représente environ 20 à 30 m 3 de matériaux. Cet événement fait suite à une pluviosité exceptionnelle enregistrée le 5 septembre 2005 à Aurillac : celle-ci est supérieure de 86 % au maximum journalier connu sur la période (source Météo France). De surcroît, il existe une excellente corrélation entre le maximum de pluie enregistré au cours de la journée (67 % du cumul journalier enregistré entre 14 et 17 h) et l effondrement du mur observé entre 16 h 30 et 17 h. Il est donc probable que l effondrement du mur soit imputable à l infiltration d eau de ruissellement derrière le mur et que celui-ci a joué un rôle de barrière hydraulique. Ce phénomène a pu être accentué par de nombreux facteurs : mauvaise gestion des eaux pluviales au-dessus du mur, faible nombre de barbacanes dans le mur, vieillissement des maçonneries, poids d une camionnette garée au-dessus du mur Il est donc indispensable que ce mur de soutènement soit reconstruit dans les règles de l art, en portant une attention particulière sur le bon drainage des eaux de ruissellement. Par ailleurs, il est recommandé d effectuer un diagnostic de tous les murs de soutènement existants dans l enceinte de l hôpital afin de vérifier l état des maçonneries, le bon fonctionnement du réseau de drainage et d évacuation des eaux pluviales, et de préconiser d éventuelles mesures confortatives. BRGM/RP FR Rapport final -21-

24 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional Auvergne 12 avenue des Landais Campus des Cézeaux Aubière - France Tél. : Fax :