Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute - Loire): Septembre 2003 Géosîionctr pwr une Terre durabir brgm
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute- Loire): avis et recommandations BRGMIRP-52511 -FR Septembre 2003 Etude réalisée dans le cadre des opérations de service public du BRGM PSP03AUV04 8 tasrieeir pur unelerie dunbli brgm
Sommaire
Llste des figures Figus 1 : Locsllsstion rhe deux smih~rs d&dm.,... 7 FQwe 8 : Ogw prm a dombereiaais de surplomb lnbtabb A]... 12 Rgwei3:F~ondelet&deWak(a@cburB] Figwe 14 : Vw du piton mdmux (-8).. 19....,...-...,... ad
Stabilit6 des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- 2. CONTEXTE 2.1 SITUATION GEOGRAPHIQUE DES DEUX SECTEURS Le village de Chilhac est située en bordure droite de la rivière Allier à une cinquantaine de kilométres au Nord-ouest du Puy-en-Velay. II s'étale entre les cotes + 530 m et + 500 m et surplombe, dans sa partie Sud, 1' Allier situé à l'altitude moyenne de + 470 m. Les deux secteurs d'étude concernent deux tronçons de falaise (Fig. 1). - Le secteur A concerne toute la falaise bordant la voie communale n04 non goudronnée (sentier) à partir des parcelles n0280-281 (à l'ouest du village); - Le secteur B concerne la falaise bordant les rues n"22 et n"17 (à l'est du village) ; Figure 1 : Localisation des deux secteurs d'étude
Stabilite des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- 2.2 DONNEES GEOLOGIQUES Que ce soit pour le secteur A ou B, on trouve comme formation, de bas en haut : - Les alluvions du Villafranchien, caractérisées par la présence de gros galets emballés dans une matrice sablo - argileuse (Fig. 3). Cette formation n'est visible que dans le secteur A sur moins d'un mètre à l'entrée Nord de la voie communale n04 (sous-cavage) et sur plus de deux mètres à l'aplomb de la parcelle no 360 (plus à l'ouest). Ces alluvions ne sont pas toujours cartés (Fig. 2). en effet leur épaisseur, souvent de l'ordre du mètre, et les conditions d'observation, rendent particulièrement délicate la représentation à l'échelle du 1/50 OOOe (Marchand et al., 1989). Figure 2 : Extrait de la carte géologique n0790 au 1/ 50 OOOB montrant le village de Chilhac implante sur les basaltes alcalins villafranchiens (violet)
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- Figure 3 : Les alluvions du Villafranchien sous les orgues basaltiques dans le secteur A (par endroits ennoyées et sous-cavées). Les basaltes alcalins villafranchiens qui constituent les falaises bordant l'allier. Ils se présentent (Fig. 4) sur les dix premiers mètres avec une prismation régulière, c'est à dire avec un débit en orgues ou colonnades. Ces orgues sont moins gros et plus élancés pour le secteur B par rapport au secteur A. Ils correspondent à des prismes hexagonaux et verticaux, mis en place lors du refroidissement de la coulée lavique. De telles figures proviennent d'une diminution de volume de la lave qui, en se rétractant, se fissure selon des formes géométriques (Bardintzeff, 1992), avec fissuration de retrait verticale et cassures horizontales. Sur les quinze à vingt derniers mètres avec une prismation irrégulière, c'est à dire que le refroidissement de la coulée a été plus rapide et donc présente moins ou pas de forme géométrique. La limite entre la prismation régulière et irrégulière est franche et souvent soulignée par des surplombs dans la falaise.
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- - I Secteur B Secteur A Figure 4 : Les falaises de basaltes alcalins villafranchiens pour les deux secteurs
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- r Les zones instables sont (en remontant la voie communale n04 de l'ouest vers l'est): - dans la prismation régulière, = tous les deux mètres environ et sur les dix à quinze premiers mètres de hauteur, des blocs de basaltes d'un volume inférieur à 0,25 m3 qui menacent à court terme (Fig.5) ; Figure 5 : Fissuration et individualisation de blocs dans les orgues suivant la fracturation préexistantes (Secteur A) - deux orgues d'un volume apparent de l'ordre de 15 m3. bien localisés, fissurés à l'arrière et en pied, qui menacent à court terme (Fig.6) ; Figure 6 : Orgue prêt à tomber et zone de surplomb instable(secteur A) BRGM/RP-52511-FR
Stabilite des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- - à la limite avec la prismation irrégulière, des zones de surplomb très fragmentées qui menacent également à court terme (Fig. 6) ; - dans la prismation irrégulière, des blocs de la taille du poing en suspension tout le long de la voie communale n04 menacent aussi de tomber à court terme (Fig.7) ; Figure 7 : Blocs instables de la taille du poing dans la zone à prismation irrégulière (Secteur A) - En dessous de la maison des époux Thorent, une portion de falaise décomprimée (en témoigne la fracturation des basaltes), fissurée à l'arrière de la falaise et d'un volume apparent de l'ordre de 300 m3 (Fig. 8). Plus à l'est. on observe les restes de l'effondrement important de 1937 qui a provoqué un recul de la falaise. L'examen dans la maison des époux Thorent des témoins en plâtre posés le long de la fissure arrière majeure n'a pas permis de déceler d'évolution, mais nul doute qu'à moyen terme cette partie de falaise va
Stabilit6 des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- s'effondrer de manière similaire à celle de 1937, entraînant la poursuite du recul de la falaise. Le risque est prévisible mais l'occurrence imprévue. Figure 8 : Tracé et vue de la discontinuité découpant la paroi à l'aplomb de la maison des époux Thorent (Secteur A) Par ailleurs, il est probable que la discontinuité découpant la paroi est une origine initiale tectonique (Fig. 2) mais elle a aussi très vraisemblablement une composante liée à l'incision de la vallée de l'allier (fracture de décompression).
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- 3.2 SECTEUR B > Historique et contexte D'après des renseignements fournis par la mairie, ce secteur, de par son intérêt esthétique, est très visité par les touristes (la population à Chilhac est d'ailleurs multipliée près de neuf à dix fois lors des périodes estivales) et par les étudiants en géologie, qui par leurs prélèvements, fragilisent d'autant plus la falaise. II comprend la falaise qui borde les parcelles no 256 et 308 ; et le piton rocheux, individualisé de la falaise, constitué d'orgues, situé à l'entrée de la rue n022 (Fig. 9). Ce secteur n'a jamais été source dans le passé d'attention particulière comme le secteur A qui a des antécédents (effondrement de 1937). Or fréquemment, des chutes de blocs de la taille du poing surviennent en bordure de falaise ou dans la propriété des époux Montpeyroux, située sur la parcelle no 308 et adjacente à la falaise (Fig. 9). Figure 9 : Vue générale du secteur B
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recornmandations- P Différents mécanismes à l'origine de chutes de blocs dans ce secteur ont été observés : - Pour la falaise : = flambage des orgues sous le poids des terrains au-dessus. Ceux-ci alors se cassent le long des joints horizontaux et peuvent présenter des ouvertures dans les discontinuités verticales en arrière des orgues (Fig. 10 et 11) ; Figure 10 : Flambage des orgues (Secteur 6)
Stabilit6 des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recornmandations- Vue d'un ogue en équilibn, pkaiie comlwnol7 Vue d'un ogue en Bquilibreprécaim cd6 nie ""22 Figure 11 : Fissuration des orgues (Secteur B) = fragmentation et déchaussement de blocs dans les orgues du fait de I'érosion (ruissellement et cycles gelldégel principalement) à la limite prismation régulière et irrégulière (Fig. 12); dans la falaise où la prismation est irrégulière, partout on observe la fragmentation, du fait de l'érosion, de blocs de l'ordre de la taille du poing qui tombent régulièrement (Fig. 12);
Stabilit6 des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recomrnandations- Ddchaussement de blocs au somma des ogues si dans les zones de suplomb Chhs de b ks do la hille du poing dopus la zone i pnsmation idgulidm au pied du paiail dos ipoux Monhnymux dans la zone de falaise i) prismation i-ulih Figure 12 : Déchaussement de blocs et chutes de blocs de la taille du poing dans la zone à prismation irrbguliere (Secteur B, coté rue 11'22) = décompression du massif qui entraîne la fissuration de la tête de falaise à l'angle des rues n"22 et n017 dans la zone à prismation irrégulière. Cette tête d'un volume apparent de 2 à 3 m3 est parcourue à l'est (rue n022) par une longue fissure ouverte qui prend naissance au sommet d'un orgue ; au
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- Nord (rue n"4) par des fissures mécaniques (non linéaires) indiquant sa future fragmentation (Fig. 13). L'examen du sommet de cette tête a été réalisé avec le maire en accédant aux bâtiments communaux situés au-dessus de la falaise sur les parcelles n0256 et 309. Aucune fissure n'est apparente sur le sommet de cette tête rocheuse excepté peut-être sur le bord Ouest ; Figure 13 : Fissuration dans la tête de falaise (Secteur 6)
Stabilité des orgues basaltiques sur la commune de Chilhac (Haute Loire) : avis et recommandations- - Enfin, les différents prélèvements de bouts d'orgues qui à force fragilisent certaines zones. Pour le piton rocheux (calvaire) constitué d'orgues au début de la rue n022, on observe principalement un effondrement de la structure sous son propre poids (Fig. 14). Celle-ci présente des ouvertures à mi-hauteur (traction due à la décompression) dans les discontinuités verticales entre deux orgues. Les prélévements ne doivent pas non plus arranger l'équilibre de cette structure. Figure 14 : Vue du piton rocheux (Secteur B)
4. RECOMMANDATIONS
4.2 SECTEUR B
4.3 AUiRES SECTEURS
5. CONCLUSIONS
- de poser une ddtum, omp0diort loo m s - d de ln W b, alant de in nien*l7etmniprwipritb~btleberrapleh&le~n*22
Geosrienres pour une Tene durable brgm Centre scientifique et technique Service géologique régional Auvergne 3. avenue Claude Guillemin 12. avenue des Landais - Campus des Cezeaux BP 6009-45060 Orleans Cedex 2 - France 63170 AUBIERE - France Tel. : 02 38 64 34 34 TeL:0473152300