Les risques liés aux cavités L exemple de la région parisienne

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1 Les risques liés aux cavités L exemple de la région parisienne Anne-Marie Prunier Leparmentier Inspection générale des Carrières 4 avril 2013 CFGI SGF - CNAM 1/45

2 Sommaire I. Des incidents à la création des IGC les missions des IGC II. La connaissance du risque lié aux cavités souterraines en milieu urbain Phénomènes dangereux III. La surveillance Diagnostics, cartographie de la susceptibilité IV. La mitigation du risque Les travaux en zone de carrières souterraines 2/45

3 I. Des incidents à la création des IGC En région parisienne phénomène encore classique 3/45

4 Événements historiques Accidents autour des voies publiques causés par l effondrement d anciennes carrières : Accident de la rue d Enfer le 17 décembre 1774 : 7 fontis successifs Effondrement du boulevard Saint-Michel le 29 avril 1777 : fontis de 21 m de profondeur Création de l IGC Paris 4/45

5 effondrement => Création de l IGC 78 5/45

6 Les missions de l IGC de Paris et de la petite couronne Connaissance du risque Information du public Surveillance Mitigation du risque lié aux cavités 6/45

7 Connaissance du risque Compréhension des phénomènes Études géologiques, hydrogéologiques Identification des zones à risques Campagne d investigations géotechniques Collecte et conservation des données Cartes géologiques Bases de données (dissolution du gypse, incidents) Suivi des niveaux piézométriques Atlas des cartes des carrières (458 cartes au 1000ème) 7/45

8 Zone d intervention de l IGC Connaissance des risques Carrières exploitées depuis l époque gallo-romaine jusqu à aujourd hui Zones de dissolution du gypse Sablières Argiles 8/45

9 La cartographie de l IGC Connaissance des risques Cartes aux 1/1000 : Limites de carrière Consolidations des domaines privé & public Données de sondage Incidents (fontis, décompressions, ) Cartes géologiques au 1/5 000 Données de sondage Topographie 9/45

10 Les carrières vues d aujourd hui 10/45

11 II. Les risques liés aux cavités souterraines en milieu urbain La ville s est installée au dessus des carrières qu elle a créées. Elle s expose désormais à leurs dégradations naturelles et inéluctables. Forte exposition des biens et des personnes : 2 millions de personnes en zone sous-minée Pression foncière importante Facteurs aggravants nombreux (réseaux d eau, de chaleur, drainage des eaux de pluies ) 11/45

12 Risques liés à la dégradation des anciennes carrières à ciel ouvert - Tassement des remblais hétérogènes (flaches) - Affouillement des remblais (vides créés) déclenchés par les fuites des réseaux d eau, égouts, collecteurs et branchements particuliers, puisards,... Conséquences : destructuration du bâti (fissures, fragilisation de la structure) 12/45

13 Risques liés à la dégradation des anciennes carrières souterraines - Les affaissements, les effondrements localisés ou fontis : Principal mode de dégradation d une carrière souterraine Décollement des bancs du ciel de carrière (ciel tombé) à l origine de la formation d une cavité remontant vers la surface dont la forme rappelle celle d une cloche le vide ne vient pas à jour, et peut provoquer un affaissement important par remontée des décompressions en surface le vide vient à jour en remontant jusqu à la surface et crée un vide de plusieurs mètres à plusieurs dizaines de mètres de diamètre, Conséquences : rupture du bâti ou de l ouvrage, voire ruine 13/45

14 14/45

15 Fontis sous un pavillon 15/45

16 16/45

17 Fontis carrière de gypse 17/45

18 Affaissement sur exploitation souterraine 18/45

19 Mécanisme du fontis 19/45

20 Puits qui débourre 20/45

21 Les facteurs aggravants Influence des facteurs internes: Géométrie de l étage : hauteur de recouvrement, épaisseur des bancs de toit et de pied (poinçonnement des piliers) Superposition aléatoire des piliers entre les étages. Influence de facteurs externes : L eau : variation de la teneur en eau des terrains de recouvrement, et dans le matériau, circulation d eau (nappe, karst actifs ou non, fuites) La végétation L activité humaine (circulation, construction, types d assainissement) 21/45

22 Superposition d étages 22/45

23 Meudon exemple dans la Craie : - karst - faille fontis - phénomène de versants 23/45

24 Effet de la végétation Venues d eau 24/45

25 Cavités naturelles en Île-de-France : la dissolution du gypse Ante ludien Ludien Définition de nouvelles zones réglementaires et non réglementaires 25/45

26 III - Surveillance : 300km de galeries 1er cas carrière visitable car confortée par cloutage, boulonnage du toit, voûtes, maçonneries : visuel, mesures, peinture 2ème cas carrière inaccessible : sondages et si galeries rectilignes vides, forages conservés avec passages caméra réguliers 3ème cas secteur de dissolution du gypse ante ludien, sondages et forages conservés avec passage possible de sonde Gamma Ray régulier 4ème cas cavité sous eau, passage d un sonar qui donne le volume de la cavité. 26/45

27 Sous Paris: galeries municipales maçonnées Mais derrière les maçonneries, que se passe-t-il? => Sondages aussi 27/45

28 Une visite «diagnostic» 28/45

29 Niveau de susceptibilités Niveau de susceptibilité Zone sèche Présence d eau Fontis isolé, zones de fontis rapprochés, traversant plusieurs étages, superposition de plusieurs étages, Très fort Très fort Ciel tombé, superposition de deux étages, ciel/19sol en mauvais état, puits d accès non ceinturé Fort Fort à Très fort Carrière bourrée, puits ceinturés non jointoyés Modéré Modéré à Fort Zones traitées, remblayées, puits d accès ceinturés et jointoyés Faible Faible à Modéré Le choix dépend de l avis de l observateur 29/45

30 Un exemple de carte de susceptibilité Zone la plus chaotique Marque le début de l exploitation du banc de roche (toit du faciès du Calcaire grossier) au Nord de cette bande Augmentation de l exploitation de l étage supérieur Ennoiement de l étage inférieur Marque la fin de l exploitation de l étage inférieur 30/45

31 IV - Mitigation du risque Possibilité de traiter le risque à la parcelle Consolidation de la carrière par injection Consolidation par piliers maçonnés Réalisation de fondations spéciales, adaptées au projet de construction ou d aménagement Définition des règles de l art => 4 notices techniques Réalisation de consolidations du domaine public Avis de l IGC lors de l instruction des PC : 2000/an Prescription ou recommandation de travaux (en application d arrêtés préfectoraux et des PPR) 31/45

32 Choix de la confortation Les techniques de prévention passives : visent à protéger la construction ou sa fondation des dégradations dues à l évolution de la carrière - Superficielles : radiers, longrines - Profondes : pieux forés ou puits de béton réduire l impact en surface Les techniques de prévention actives : consistent à intervenir dans la cavité pour éviter son effondrement (piliers maçonnés, boulonnage ou injections en carrière) réduire la probabilité de survenance 32/45

33 Pieux ou puits manuels 33/45

34 Micropieux 34/45

35 Murs masque en carrière 35/45

36 Exemple de piliers maçonnés sous un bâtiment neuf 36/45

37 Consolidation traditionnelle par maçonneries Carrière de Calcaire Grossier 37/45

38 Fontis et chantiers d injection carrière partiellement vide 38/45

39 Remplissage de galeries vides sous le périphérique 39/45

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41 Traitement voisin qui a déclenché l apparition et le remontée rapide d un fontis en 1994 Autres fontis autour Association de quartier avec la commune pour traiter la zone. 41/45

42 Qui est responsable des anciennes carrières? Art 552 du Code Civil : «La propriété du sol emporte la propriété du dessus et du dessous.» Ni l ancien exploitant Ni la collectivité ni l État C est au propriétaire de prendre toute les mesures nécessaires de mise en sécurité de sa parcelle. Niveau d information Incidence financière 42/45

43 Dispositions types à prendre Pour tous : réduction des phénomènes aggravants (surveillance des raccordements de réseaux d eau, ) attention aux infiltrations d eau de pluie Pour les constructions futures : inconstructibilité ou dispositions particulières Pour l existant : réalisation d études de reconnaissance, éventuellement de travaux, procédure d arrêté de péril en cas de fontis (jusqu à expropriation), 43/45

44 Conclusion Les cavités souterraines Invisibles et imprévisibles Coûteuses Passionnelles 44/45

45 FIN Merci de votre attention