Avis sur les mouvements de terrain dans les ardoisières d Allassac (Corrèze) Date de réalisation de l expertise : 6 octobre 2011

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1 Avis sur les mouvements de terrain dans les ardoisières d Allassac (Corrèze) BRGM/RP FR octobre 2011 Cadre de l expertise : Appuis aux administrations Appuis à la police de l eau Date de réalisation de l expertise : 6 octobre 2011 Localisation géographique du sujet de l expertise : Commune d Allassac (Corrèze) Auteurs BRGM : A. Genna Demandeur : Sous-Préfecture de Brive-la-Gaillarde DREAL Limousin

2 L original du rapport muni des signatures des Vérificateurs et Approbateurs est disponible aux Archives du BRGM. Ce rapport est le produit d une expertise institutionnelle qui engage la responsabilité civile du BRGM. Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM «Appui aux Administrations» en Limousin année 2011 Ce document a été vérifié et approuvé par : Approbateur : Nom : Bruno Mauroux Date : 02/11/11 Signature : Vérificateur : Nom : Christian Mathon Date : 02/11/11 Signature : Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008. Mots clés : expertise, appuis aux administrations, mouvement de terrain, Allassac, Corrèze, ardoisière. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : A. Genna (2011) Avis sur les mouvements de terrain dans les ardoisières d Allassac (Corrèze). Rapport BRGM/RP FR. 29 p., 18 illust. BRGM, 2011, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM. 2 rapport BRGM / RP FR

3 Synthèse A la demande de Monsieur le Sous-Préfet de Brive-la-Gaillarde, la Direction Régionale de l Environnement, de l Aménagement et du Logement (DREAL) du Limousin a sollicité du BRGM Limousin, un avis géotechnique concernant l effondrement d un puits d accès à une ancienne carrière souterraine d ardoises. Cet évènement s est produit le 22 août 2011 à proximité de la carrière des Pissotes de Monsieur Burgeat au lieu-dit «Les Ardoisières» sur la commune d Allassac (19). L effondrement a occasionné un déplacement d eau important dans les anciennes carrières souterraines qui sont partiellement en eau, engendrant un débordement en surface au niveau d un autre puits d accès. De plus, des fissurations se sont produites autour de la zone effondrée ainsi que sur un bâtiment proche de celle-ci. Le jeudi 6 octobre 2011, une visite de la zone incriminée comprenant plusieurs anciens «sites d exploitation» ou puits dénommés T, GF1, GF2 et GF3, s est déroulée en présence de Madame Danièle Faucon, première adjointe au maire d Allassac, de Monsieur Daniel Roussille, chef des services techniques de la mairie d Allassac, et de Monsieur Reutenauer, de l Unité Territoriale 19 de la DREAL. Elle a été complétée par une enquête auprès de l exploitant de la carrière actuelle et d un voisin du site, monsieur Méhamed Boukhatem. Au cours de cette visite de terrain destinée à caractériser l événement du 22 août 2011 et en déterminer les causes et la reproductibilité, il a été constaté un effondrement du toit de la chambre d exploitation du puits T sur une emprise de l ordre de 1 000m² et les traces d un débordement de l eau contenue dans celle du puits GF2. De plus, des fissurations affectent le sol autour de l effondrement du puits T ainsi que sur un bâtiment situé à proximité immédiate. D après les renseignements recueillis auprès de monsieur Frédéric Bugeat (frère de l exploitant de la carrière) présent sur le site lors de l événement, l effondrement du toit de la chambre d exploitation (puits T) a induit un effet de piston sur l eau contenue dans la chambre. La pression s est transmise jusqu au puits GF2 qui a débordé, provoquant une importante vague qui a traversé le chantier d exploitation. Monsieur Méhamed Boukhatem également présent sur le site lors de l effondrement et qui avait répondu aux questions d un journaliste, auteur d un article dans «Le Populaire du Centre», nous a confirmé ces observations. Dans l immédiat, à la suite des constats réalisés lors de la présente expertise, il est impératif de conforter et d étendre la mise en sécurité à l ensemble du secteur affecté par l effondrement du 22 août 2011, soit la zone comprise entre les puits T et GF2 sur une emprise de l ordre de m². Dans les délais les plus brefs, il est indispensable de réaliser aussi une mise en sécurité de tous les «sites d exploitation» (ou puits) des anciennes ardoisières souterraines en commençant par ceux qui présentent des enjeux réels. rapport BRGM / RP FR 1

4 A court terme, il est nécessaire de réaliser un diagnostic de ces anciennes ardoisières. Celui-ci sera basé sur une étude bibliographique, un inventaire et une expertise de tous les anciens puits d exploitation, voire des chambres d exploitation ainsi que sur une estimation de l état de leur toit et de leurs «vides» par des investigations de terrain appropriées. Cette étude aboutira à des propositions pour la réalisation de travaux de mise en sécurité pérenne. 2 rapport BRGM / RP FR

5 Sommaire 1. INTRODUCTION - OBJET DE L'ETUDE DESCRIPTION DU SITE CONTEXTE GEOGRAPHIQUE CONTEXTE GEOLOGIQUE DESCRIPTION DE L EFFONDREMENT LES FISSURATIONS CONSTATEES AUTOUR DE L EFFONDREMENT LES EFFONDREMENTS DU TOIT DES CHAMBRES D EXPLOITATION RECOMMANDATIONS CONCLUSIONS Liste des illustrations Illustration 1 : localisation du bourg d Allassac... 7 Illustration 2 : localisation de l effondrement... 8 Illustration 3 : localisation de l effondrement sur un plan du complexe ardoisier (rapport BRGM R 39153)... 8 Illustration 4 : localisation de l effondrement (en rouge) dans l ensemble des cavités répertoriées sur la base BDcavités du BRGM... 9 Illustration 5 : Extrait de la carte géologique n 761 de Tulle (1/50 000)... 9 Illustration 6 : vue générale vers le nord de l effondrement de la chambre exploitée par le puitst Illustration 7 : vue générale vers le sud de l effondrement de la chambre exploitée par le puits T Illustration 8 : vue générale de l effondrement (extrait de l article paru dans «Le Populaire du Centre» du mardi 23 août Illustration 9 : Vue de la chambre effondrée du puits GF2 par lequel est remontée l eau Illustration 10 : localisation de l effondrement au puits T (en rouge et flèches blanches convergentes) et de la sortie d eau au puits GF2 (flèches blanches divergentes) Illustration 11 : arbres couchés par la vague à la sortie de la chambre effondrée du puits GF Illustration 12 : tronc d arbre cassé par le passage de la vague rapport BRGM / RP FR 3

6 Illustration 13 : vue de la brèche ouverte par la vague dans les remblais du puits GF Illustration 14 : vue du décapage du terrain lors du passage de la vague Illustration 15 : crevasses en périphérie de l effondrement Illustration 16 : vue sur les blocs basculés non stabilisés en périphérie de l effondrement Illustration 17 : lézarde affectant le hangar en bordure de l effondrement Illustration 18 : vue de l angle sud ouest du «puits» GF2. Mise en évidence d une faille altérée rapport BRGM / RP FR

7 1. Introduction - objet de l'étude A la demande de Monsieur le Sous-Préfet de Brive-la-Gaillarde, la Direction Régionale de l Environnement, de l Aménagement et du Logement (DREAL) du Limousin a sollicité du BRGM Limousin, un avis géotechnique concernant l effondrement d un puits d accès à une ancienne carrière souterraine d ardoises. Cet évènement s est produit le 22 août 2011 à proximité de la carrière des Pissotes de Monsieur Burgeat au lieu-dit «Les Ardoisières» sur la commune d Allassac (19). L effondrement a occasionné un déplacement d eau important dans les anciennes carrières souterraines qui sont partiellement en eau, engendrant un débordement en surface au niveau d un autre puits d accès. De plus, des fissurations se sont produites autour de la zone effondrée ainsi que sur un bâtiment proche de celle-ci. Le jeudi 6 octobre 2011, une visite de la zone incriminée comprenant plusieurs anciens «sites d exploitation» ou puits dénommés T, GF1, GF2 et GF3, s est déroulée en présence de Madame Danièle Faucon, première adjointe au maire d Allassac, de Monsieur Daniel Roussille, chef des services techniques de la mairie d Allassac, et de Monsieur Reutenauer, de l Unité Territoriale 19 de la DREAL. Elle a été complétée par une enquête auprès de l exploitant de la carrière actuelle et d un voisin du site, monsieur Méhamed Boukhatem. Le présent avis décrit la nature du phénomène et en explicite son origine. rapport BRGM / RP FR 5

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9 2. Description du site 2.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE La commune d Allassac est située dans le département de la Corrèze, à une dizaine de kilomètres au nord de Brive (illustration 1). Illustration 1 : localisation du bourg d Allassac Les ardoisières se situent à l ouest du bourg (illustration 2). L effondrement constaté se situe dans la partie sud du champs ardoisier (Illustration 3), au niveau de l ancien puits T. rapport BRGM / RP FR 7

10 Illustration 2 : localisation de l effondrement Illustration 3 : localisation de l effondrement sur un plan du complexe ardoisier (rapport BRGM R 39153) L illustration 4 montre l emplacement de l effondrement dans le cadre de la base de données des cavités souterraines du BRGM ( 8 rapport BRGM / RP FR

11 Illustration 4 : localisation de l effondrement (en rouge) dans l ensemble des cavités répertoriées sur la base BDcavités du BRGM 2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE D après la carte géologique à 1 / n 761 de Tulle (voire extrait en illustration 5), les ardoisières d Allassac se situent dans un complexe volcano-détritique rhyodacitique, dans un domaine épizonal de métamorphisme. Il s agit de «quartzites feldspathiques» ardoisiers noirs et schistes cériciteux. Le domaine ardoisier se situe au milieu du complexe et autour d un noyau de schistes et quartzites graphiteux. Illustration 5 : Extrait de la carte géologique n 761 de Tulle (1/50 000) rapport BRGM / RP FR 9

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13 3. Description de l effondrement Un effondrement d une dimension d environ 40 mètres sur 25 mètres, soit sur une emprise de l ordre de m 2, a été observé (illustrations 6 et 7). Illustration 6 : vue générale vers le nord de l effondrement de la chambre exploitée par le puitst rapport BRGM / RP FR 11

14 Illustration 7 : vue générale vers le sud de l effondrement de la chambre exploitée par le puits T L illustration 8 est une photographie prise peu de temps après l effondrement (article du «Populaire du Centre»). Elle montre l emplacement de l ancien puits T qui occupe l angle nord-ouest de la zone effondrée. Illustration 8 : vue générale de l effondrement (extrait de l article paru dans «Le Populaire du Centre» du mardi 23 août rapport BRGM / RP FR

15 La partie effondrée est constituée par le toit de la chambre d exploitation, et d un important terril de schiste qui se situait au-dessus du toit de celle-ci. Le terril était en cours d exploitation. La surface effondrée occupait également une zone de stockage de matériel et un jardin. Cet apport brusque de matériau dans la chambre d exploitation abandonnée a créé une surpression sur l eau qui occupe celle-ci. La pression s est transmise à l ensemble de la masse d eau remplissant les autres chambres d exploitation qui sont en communication directe ou par galeries. L eau est remontée dans la chambre du puits GF2 (illustration 9) situé à une cinquantaine de mètres. Elle a débordé à son niveau, puis elle s est écoulée vers le nord-ouest (illustration 10), sous la forme d une vague. Illustration 9 : Vue de la chambre effondrée du puits GF2 par lequel est remontée l eau rapport BRGM / RP FR 13

16 Illustration 10 : localisation de l effondrement au puits T (en rouge et flèches blanches convergentes) et de la sortie d eau au puits GF2 (flèches blanches divergentes) La vague a basculé les arbres à la sortie du puits (illustration 11). Un arbre a été sectionné à un mètre environ du sol (illustration 12). La hauteur de la vague est estimée à 5 m à la sortie de la chambre effondrée du puits GF2. Elle avait environ 3 m de hauteur dans les vingt premiers mètres après la sortie du puits. Elle a été évaluée à 1 m de hauteur par monsieur Frédéric Bugeat à sa traversée du chantier d exploitation. L estimation de la hauteur d eau au passage de la vague dans la forêt a été faite à partir des traces et des branches restées perchées sur les arbres à la suite de son passage. La vague a ouvert une brèche dans le terril de remblais qui avaient été déposés autour du puits GF2 (illustration 13). Le déplacement des remblais par la vague a occasionné un décapage du sol dans la forêt (illustration 14). 14 rapport BRGM / RP FR

17 Illustration 11 : arbres couchés par la vague à la sortie de la chambre effondrée du puits GF2 rapport BRGM / RP FR 15

18 Illustration 12 : tronc d arbre cassé par le passage de la vague 16 rapport BRGM / RP FR

19 Illustration 13 : vue de la brèche ouverte par la vague dans les remblais du puits GF2 rapport BRGM / RP FR 17

20 Illustration 14 : vue du décapage du terrain lors du passage de la vague 18 rapport BRGM / RP FR

21 4. Les fissurations constatées autour de l effondrement Des crevasse sont présentes sur le pourtour de l effondrement. Elles sont visibles à la surface de la partie du jardin qui n a pas été effondrée (illustration 15). D autres fissures évoluent en blocs basculés dans la zone entre un hangar et l effondrement (illustration 16). Le hangar lui-même est affecté par des lézardes (illustration 17). Ces dernières ne sont pas stabilisées selon les informations recueillies auprès de Monsieur Boukhatem (habitant sur le site). rapport BRGM / RP FR 19

22 Illustration 15 : crevasses en périphérie de l effondrement 20 rapport BRGM / RP FR

23 Illustration 16 : vue sur les blocs basculés non stabilisés en périphérie de l effondrement rapport BRGM / RP FR 21

24 Illustration 17 : lézarde affectant le hangar en bordure de l effondrement 22 rapport BRGM / RP FR

25 5. Les effondrements du toit des chambres d exploitation Le mouvement de terrain constaté sur l ardoisière d Allassac correspond à l effondrement du toit d une chambre d exploitation sur une emprise d environ m². Au vu de la configuration des pentes du puits GF2, il semble que ce phénomène se soit produit au moins une autre fois sur le site d Allassac, au droit de cet ouvrage. En effet, le bord sud de cette dépression (illustration 9) montre un mur et un remblai de schiste tronqués. La surface notée puits GF2 sur l illustration 3 correspond donc à la surface effondrée du toit de la chambre exploitée par ce puits GF2 et non au puits d exploitation luimême. L excavation résultante est analogue à celle induite par le mouvement de terrain du 22 août L effondrement du toit de la chambre du puits GF2 a été guidé, sur sa bordure ouest, par une fracture mise en évidence sur l illustration 18. rapport BRGM / RP FR 23

26 Illustration 18 : vue de l angle sud ouest du «puits» GF2. Mise en évidence d une faille altérée 24 rapport BRGM / RP FR

27 Il est probable que cette fracture, parallèle à la schistosité, se propage jusqu à la chambre effondrée du puits T. En conséquence, elle pourrait, selon un terme plus ou moins éloigné, guider l effondrement de la partie de toit restant entre les chambres GF2 et T. Dans ce cas, la zone affectée serait de l ordre de m² avec des volumes comparables à ceux mis en jeux le 22 août Il devrait être aussi accompagné du débordement brusque de la masse d eau contenue dans ces cavités, engendrant une inondation locale du type de celle observée à cette dernière date. A l échelle du site ardoisier d Allassac, il semble dès lors évident que ce phénomène d effondrement du toit des chambres soit répétitif et se reproduira à l avenir sur les autres chambres d exploitation abandonnées. Il pourrait être suivi d un risque de débordement des eaux contenues dans les anciennes chambres d exploitation. rapport BRGM / RP FR 25

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29 6. Recommandations En l'état actuel des connaissances, compte tenu de l'ampleur des désordres occasionnés et des enjeux, le BRGM recommande de : Immédiatement et dans les délais les plus brefs : - maintenir et conforter l interdiction d accès à l effondrement du toit de la chambre d exploitation du puits T, prolonger cette interdiction jusqu au puits GF2, ainsi qu à la partie située entre les deux puits et l étendre au hangar fissuré ; - réaliser aussi une mise en sécurité de tous les «sites d exploitation» (ou puits) des anciennes ardoisières souterraines, - surveiller l évolution des fissures sur le terrain avoisinant l effondrement et sur le sol et les murs du hangar. A court terme : - réaliser un diagnostic de l ensemble des anciennes ardoisières, consistant à : faire une synthèse des documents existants, inventorier et expertiser la totalité des anciens puits d exploitation, évaluer l évolution de leur tenue depuis l abandon des anciennes ardoisières (mise à jour de ce qui a été fait en 1997), estimer les «vides» par des investigations de terrain appropriées (géophysique, sondages mécaniques, scan-laser, sonar, ), réaliser un bilan concernant les chambres d exploitation (volumes initiaux, remblaiements, effondrements, vides résiduels ) sur l ensemble du site, étudier les solutions pour la mise en sécurité du secteur à long terme (confortement des zones à risque, interdiction au droit de certaines, ). rapport BRGM / RP FR 27

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31 7. Conclusions Les mouvements de terrain du 22 août 2011 sur le site des ardoisières d Allassac correspondent à l effondrement du toit d une chambre d exploitation au puits T, sur une emprise d environ m². Le brusque afflux de matériaux liés à l effondrement, a produit un déplacement important de l eau contenue dans l ancienne chambre d exploitation. Il a induit un débordement violent d eau au niveau de la chambre voisine effondrée du puits GF2, située à une cinquantaine de mètres. Ce débordement a engendré une importante vague qui s est propagée vers le nordouest. Elle a couché des arbres sur son passage et décapé le sol. La vague a ensuite traversé la zone technique de l exploitation ardoisière actuelle. Cet effondrement n est pas le premier sur cette zone des anciennes ardoisières. Au moins une autre chambre d exploitation a connu l effondrement de son toit (puits GF2) sur une surface analogue, à une date indéterminée (mais antérieure à 1996). Dès lors, il semble évident que l épaisseur de schiste laissée au toit des chambres d exploitation n est pas suffisante pour assurer la stabilité des dalles de toit. D autres effondrements de ce type pouvant provoquer des désordres analogues, sont à prévoir à l avenir, en particulier le secteur entre les deux zones effondrées paraît très vulnérable. A la suite des constats réalisés lors de la présente expertise, il est impératif d étendre immédiatement la zone d exclusion à l ensemble du secteur affecté par l effondrement du 22 août 2011, soit la zone comprise entre les puits T et GF2. Il est indispensable d étendre la mise en sécurité à tous les «sites d exploitation» (ou puits) des anciennes ardoisières souterraines. Dans les délais les plus brefs, il est nécessaire de réaliser un diagnostic de l état de stabilité de ces anciennes ardoisières en commençant par celles qui sont sous ou à proximité d enjeux. Celui-ci sera basé sur une étude bibliographique, un inventaire et une expertise de tous les anciens puits d exploitation, voire des chambres d exploitation ainsi que sur une estimation de l état de leur toit et de leurs «vides» par des investigations de terrain appropriées. Cette étude aboutira à des propositions pour la réalisation de travaux de mise en sécurité pérenne. rapport BRGM / RP FR 29

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34 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional Limousin Ester Technopole, 21 rue Columbia CS Limoges Cedex 3 - France Tél. :