cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune d’Ecrouves

(54 - Meurthe-et-Moselle) Rapport final

BRGM/RP-67702-FR Juillet 2018


(54 - Meurthe-et-Moselle) Rapport final

BRGM/RP-67702-FR Mars 2018

Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM 2018-AP16LOR020

J. LE GOFF

Vérificateur :

Nom : Yannick Thiery

Fonction : Chercheur

Date : 03/04/2018

Signature :

Approbateur :

Nom : Dominique Midot

Fonction : Directeur régional

Date : 06/08/2018

Signature :

Le système de management de la qualité et de l’environnement est certifié par AFNOR selon les normes ISO 9001 et ISO 14001.

Mots-clés : glissement de terrain, aléa, cartographie, Ecrouves, Meurthe-et-Moselle, Grand Est En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Le Goff J. (2018) – Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune d’Ecrouves (54 – Meurthe-et-Moselle). Rapport final. BRGM/RP-67702-FR, 97 p., 3 tabl., 18 ill., 13 ann. © BRGM, 2018, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.


BRGM/RP-67702-FR – Rapport final 3

Synthèse

La Direction Départementale des Territoires (DDT) de la Meurthe-et-Moselle a confié au BRGM de Nancy l’étude de l’aléa glissements de terrain sur le ban communal d’Ecrouves. Cette étude et sa cartographie correspondent à un programme visant à fournir à la DDT les éléments techniques nécessaires à la réalisation d’un plan de prévention des Risques Naturels.

Les mouvements de terrains pris en compte dans cette étude comprennent les phénomènes de glissements rotationnels, glissements translationnels, glissements pelliculaires, fluage, reptation et solifluxion. Ne sont pas pris en compte les phénomènes de retrait - gonflement liés à la sécheresse sur des sols argileux, les affaissements, les effondrements ou les fontis liés à la présence de cavités naturelles ou anthropiques, les coulées de boue et les mouvements rocheux (chutes de blocs et éboulements).

L'élaboration de la carte d'aléa « mouvements de terrain » sur la commune d’Ecrouves repose sur la prise en compte d'évènements historiques et de levés de terrain, mais également de données générales géologiques, hydrogéologiques et topographiques.

Les observations de terrain ont mis en évidence la présence d'indices de mouvements et de résurgences d’eau sur les versants dues à l’hétérogénéité des formations géologiques superficielles.

L'analyse des données disponibles a permis d'élaborer une série de critères permettant de qualifier l’aléa et d’en dresser la cartographie. Ces critères reposent principalement sur les valeurs de pentes de versant, les données géologiques (formations superficielles/substratum), sur l’existence de mouvements avérés (anciens ou actuels) et de facteurs aggravants tels que les venues d'eau.

La carte d'aléa montre que la zone d’étude présente des niveaux d’aléa significatifs essentiellement sur les versants à pente moyenne et forte. Sur le secteur d’étude (10.6 km²), les différents niveaux d’aléa se répartissent ainsi :

- aléa fort : correspond à environ 1.9 % du territoire communal (environ 0,2 km²) ; - aléa moyen : correspond à environ 26.9 % du territoire communal (environ 2.8 km²) ; - aléa faible : correspond à environ 30.6 % du territoire communal (environ 3.2 km²) ; - aléa présumé nul : correspond à environ 40.5 % du territoire communal (environ 4.3 km²).



Sommaire

1. Contexte de la zone d’étude .............................................................................................. 11

CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET MORPHOLOGIQUE .............................................. 11

CONTEXTE GEOLOGIQUE ......................................................................................... 13

Généralités .......................................................................................................... 13

Description des principales séries géologiques du substratum ............................ 13

Description des formations superficielles ............................................................. 14

CONTEXTE HYDROLOGIQUE .................................................................................... 15

Contexte général ................................................................................................. 15

Inventaires des éléments cartographiés ............................................................... 17

LES PHENOMENES HISTORIQUES ........................................................................... 18

Les mouvements de terrain .................................................................................. 18

Les séismes ......................................................................................................... 19

2. Méthodologie et cartographie de l’aléa ............................................................................. 21

GENERALITES ............................................................................................................. 21

Méthodologie nationale des guides PPR .............................................................. 21

Méthodologie appliquée au contexte lorrain ......................................................... 22

CARTES INTERMEDIAIRES ........................................................................................ 24

Cartographie des pentes ...................................................................................... 24

Cartographie de la susceptibilité lithologique ....................................................... 25

Cartographie de l’aléa initial ................................................................................. 29

Cartographie des indices de déformation et facteurs aggravants ......................... 30

CARTOGRAPHIE DE L’ALEA FINAL ............................................................................ 35

Traitements géomatiques..................................................................................... 35

Zones de différences par rapport à l’aléa initial .................................................... 37

Détail de la caractérisation de l’aléa par zones .................................................... 38

Limites de l’interprétation ..................................................................................... 39

3. Conclusions ........................................................................................................................ 41

4. Bibliographie ...................................................................................................................... 43


6 BRGM/RP -67702-FR – Rapport final

Liste des figures

Illustration 1 - Représentation morphologique de la région de la Woëvre (source : site internet LOTERR - consultation 22/08/2017) ................................................................................................. 11

Illustration 2 - Carte de la commune d’Ecrouves sur fond IGN Scan 25® ............................................... 12

Illustration 3- Log stratigraphique du secteur (Cartannaz et al., 2009). .................................................. 13

Illustration 4 - Affleurement d’une formation de calcaires à polypiers massifs constituant le mur de l’Oxfordien moyen .............................................................................................................. 14

Illustration 5 - Log hydrogéologique du secteur (SIGES Rhin-Meuse) .................................................... 16

Illustration 6 - Talweg prononcé avec traces d'érosion ............................................................................ 18

Illustration 7 - Zone humide permanente, marécages jouxtant un cours d'eau permanent ..................... 18

Illustration 8 - Zones humides temporaires avérées sur un versant cultivé, alignées selon l’axe d’un talweg ................................................................................................................................. 18

Illustration 9 - Zone humide temporaire supposée avec la présence de molinies ................................... 18

Illustration 10 - Organigramme présentant la méthodologie utilisée pour la cartographie de l’aléa .......... 23

Illustration 11 - Cartographie des pentes ................................................................................................... 25

Illustration 12 - Exemple d'identification de formations superficelles en bordure d’un chemin .................. 26

Illustration 13 - Carte de susceptibilité lithologique pour la commune ....................................................... 29

Illustration 14 - Carte d'aléa initial .............................................................................................................. 30

Illustration 15 - Carte des indices de déformations .................................................................................... 31

Illustration 16 - Cartographie des facteurs aggravants............................................................................... 35

Illustration 17 - Cartographie de l'aléa final pour la commune d’Écrouves ................................................ 37

Illustration 18 - Cartographie des zones de réajustement de l’aléa initial .................................................. 38



Liste des tableaux

Tableau 1 : Exemple d’échelle conventionnelle d’intensité (guide PPR mvt) ............................................ 22

Tableau 2 : Matrice litho-pente de l’aléa aux mouvements de terrain telle que définie dans le contexte Lorrain (Cartannaz et al., 2015) .............................................................................................. 23

Tableau 3 : Classement des formations en fonctions de leurs suceptibilité lithologiques d’après la matrice lorraine ....................................................................................................................... 28

Liste des annexes

Annexe 1 : Terminologie ........................................................................................................................... 45

Annexe 2 : Les mouvements de terrain-Généralités ................................................................................. 51

Annexe 3 : Cartographie des pentes (%) regroupées par classes. .......................................................... 55

Annexe 4 : Cartographie géologique ......................................................................................................... 59

Annexe 5 : Cartographie de susceptibilité lithologique ............................................................................. 63

Annexe 6 : Cartographie d’aléa initial ....................................................................................................... 67

Annexe 7 : Cartographie des indices hydrogéologiques ........................................................................... 71

Annexe 8 : Liste des forages et autres données ....................................................................................... 75

Annexe 9 : Cartographie et inventaire des indices de mouvement de terrain .......................................... 79

Annexe 10 : Cartographie des facteurs aggravants .................................................................................... 85

Annexe 11 : Cartographie de l’aléa final ..................................................................................................... 89

Annexe 12 : Carte d’ajustement de l’aléa ................................................................................................... 93

Annexe 13 : Cartographie A0 - hors texte ................................................................................................... 97



Introduction

A la demande de la DDT de la Meurthe-et-Moselle, le BRGM a été sollicité afin de mener une étude des aléas mouvement de terrain sur les communes de Toul et d’Ecrouves (carte d’aléa au 1/5 000ème). Ce rapport présente un état actualisé des connaissances sur la commune d’Ecrouves intégrant une compilation des archives disponibles, les résultats des recherches sur le terrain et des enquêtes réalisées auprès des services de la mairie.

La réalisation de cette étude s’est structurée en deux parties : une recherche informative et une phase d’évaluation de l’aléa.

Les mouvements de terrain pris en compte dans cette étude comprennent les mouvements avec et sans rupture de pente (la typologie des mouvements de terrain est détaillée en Annexe 2) :

les mouvements avec plan de rupture ; les glissements translationnels, les glissements rotationnels simples ou complexes (Philipponnat G. et al., 2008) ;

les mouvements sans plan de rupture ; le fluage, la solifluxion, les mouvements pelliculaires et la reptation.

Ainsi, ne sont pas pris en compte les phénomènes de retrait - gonflement liés à la sécheresse sur des sols argileux, les affaissements, les effondrements ou les fontis liés à la présence de cavités naturelles ou anthropiques, les coulées de boue et les mouvements rocheux (chutes de blocs et éboulements).



1. Contexte de la zone d’étude

CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET MORPHOLOGIQUE

La commune d’Ecrouves se situe dans la région de la Woëvre, au centre-ouest de la Meurthe-et-Moselle (54). Elle correspond à la partie est du bassin Parisien, entre les côtes de Meuse à l’ouest et les côtes de Moselle à l’est (Illustration 1). La rivière a entaillé les plateaux calcaires de la Côte de Meuse, laissant des terrasses alluviales peu pentues d’une altitude moyenne de 230 m sur la moitié Sud de la commune (Gély J-P et Hanon F., 2014). La moitié nord de la commune abrite une butte témoin et l’avancée orientale de la Côte de Meuse, le plateau d’Ecrouves. Celui-ci présente une altitude moyenne de 360 m, dominant la ville d’Ecrouves située 120 m en contre-bas.

La partie nord-ouest de la commune est située dans une paléo-vallée encaissée, 120 mètres plus bas que le plateau calcaire. La vallée est de plus en plus évasée passant d’environ 200 mètres de large à plus d’un demi-kilomètre.

La superficie de la commune s’étend sur environ 10,3 km² et la surface urbanisée représente environ 15 % de cette superficie (Illustration 2).

Près de 54 % des pentes du territoire communal ont une déclivité d’au moins 5 %, soit une surface de 5,6 km².

Illustration 1 - Représentation morphologique de la région de la Woëvre (source : site internet LOTERR - consultation 22/08/2017)



La commune est desservie par un axe autoroutier important amenant vers la métropole nancéenne. Depuis les années 70 et la construction de l’autoroute, les plaines à proximité connaissent une pression foncière plus importante (Illustration 2).

La région présente un passé militaire important et de nombreux forts sont présents sur les reliefs du plateau d’Ecrouves.

Illustration 2 - Carte de la commune d’Ecrouves sur fond IGN Scan 25®



CONTEXTE GEOLOGIQUE

Généralités

Les terrains rencontrés sur le ban communal appartiennent aux séries du Jurassique, de l’Oxfordien au Callovien (Illustration 3).

Illustration 3- Log stratigraphique du secteur (Cartannaz et al., 2009).

Le secteur d’étude comprend deux failles supposées qui constituent le prolongement de failles existantes orientées N337° et N45° (Annexe 4). Le pendage des couches est de 0,6 % environ (soit 0.3°) en direction du centre du bassin parisien (Maiaux C., 1978).

La cartographie géologique de la commune est présentée en Annexe 4.

Description des principales séries géologiques du substratum

a) Les calcaires coralligènes de l’Oxfordien

Sur le territoire de la commune, deux ensembles ont été distingués dans l’Oxfordien, il s’agit de l’Oxfordien moyen et l’Oxfordien inférieur.

L’Oxfordien moyen est présent uniquement sur les plateaux de la côte de Meuse (plateau d’Ecrouves et extremité nord-ouest de la commune).

Le toit du sous-étage est composé de calcaires à polypiers blancs à beige, riche en oolithes à matrice crayeuse, d’une puissance d’au moins 50 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985). Cette formation se retrouve uniquement sur les zones les plus élevées du plateau, près du fort d’Ecrouves.



Au-dessous se trouve des calcaires oolithes gris-beige de faible épaisseur (de six à dix mètres), ils recouvrent la majeure partie du plateau d’Ecrouves. Selon la Société des Carrières d’Alsace-Lorraine cette formation a fait l’objet d’une exploitation de carrière durant les années 80-90.

Le mur de l’Oxfordien moyen est constitué de calcaires gris à beige très indurés comprenant également des Polypiers (Illustration 4). La base de l’Oxfordien moyen se retrouve dans les versants où la pente est la plus forte. L’épaisseur de cette formation varie entre 16 et 18 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985).

Illustration 4 - Affleurement d’une formation de calcaires à polypiers massifs constituant le mur de l’Oxfordien moyen

L’Oxfordien inférieur est constitué des terrains à chailles, alternances de bancs calcaires gris-bleu avec des marnes sablo-micacées très riches en fossiles. Ces terrains se situent dans la partie supérieure des versants des plateaux. Cette formation comprend une épaisseur allant de 15 à 30 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985).

b) Les argiles calloviennes de la Woëvre

Le passage à l’étage inférieur se fait par un enrichissement en bancs calcaires souvent gréseux. Les argiles du Callovien sont constituées d’un ensemble puissant de marnes grises ou bleues pyriteuses d’une épaisseur allant jusqu’à 160 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985). Les argiles de la Woëvre se trouvent dans le bas des versants des buttes témoins jusqu’à la plaine alluviale de la Moselle. Elles recouvrent la majorité du territoire communal.

Description des formations superficielles

a) Les alluvions anciennes et récentes

Les alluvions anciennes sont constituées d’une épaisse couche de limons sableux reposant sur une grave composée de galets de quartz. L’épaisseur de ces formations peut atteindre dix mètres (Flageollet J-C. et al., 1985).



Les alluvions récentes sont composées d’une couche de matériaux fins limono-sableux reposant sur des matériaux plus grossiers comme des galets et des graviers. Ces dépôts de fond de vallée sont sujets à l’érosion en bordure des cours d’eau (phénomène de sape de berge).

b) Les colluvions

Les colluvions sont une formation superficielle allochtone de granulométrie fine. Ils résultent de l’accumulation de particules fines (limons et argiles) issues du ruissellement sur le versant lors des fortes pluies (Cartannaz C., 2014, issu de Bichet et Campy, 2008). Ils sont constitués d’une matrice argilo-limoneuse qui emballe des blocs et des cailloux de taille infra décimétrique.

c) Les éboulis de pente

Les éboulis de pente couvrent l’ensemble des zones supérieures du Mont-Saint-Michel, de la côte Barine et à proximité des pentes fortes des versants. Cette formation est composée d’éléments de roches calcaires, plus ou moins jointifs entre eux et emballés dans une matrice limono-argileuse. Ces éléments présentent une lithologie liée à la nature des roches dont ils proviennent.

d) Les limons des plateaux

Les plateaux sont susceptibles d’être recouverts d’un manteau discontinu limono-argileux constituant des dépôts sédimentaires meubles continentaux, constitués d’un mélange d’apports éoliens et d’altérites locales. Les limons ne reposent pas directement sur le substrat mais sur de la terra fusca, argiles de décalcification rougeâtres des calcaires ou sur des alluvions anciennes de la Moselle (Flageollet J-C et al., 1985).

CONTEXTE HYDROLOGIQUE

Contexte général

Le secteur communal est drainé par l’Ingressin, un affluent de la Moselle.

Les terrains comprennent plusieurs niveaux aquifères (Illustration 5) :

l’Oxfordien moyen et inférieur abrite une nappe d’aquifère qui est due à la présence d’un écran imperméable à la base de l’Oxfordien moyen qui détermine un liseré de sources bien définies (Marotel C., 1975). Les circulations d’eau s’y font par des fissures et fractures dans les calcaires. La limite entre les argiles et les marnes permet de faire surgir des sources de débordements ;

les argiles de la Woëvre lorsqu’elles sont un peu plus marneuses sont le siège de suintements temporaires peu importants (Maiaux C., 1978) ;

plus en profondeur, sous les argiles se trouvent les calcaires du Bathonien et du Bajocien qui abritent des nappes d’aquifères. Des circulations karstiques sont possibles dans ces formations (Barattel J-M., 1974).



Illustration 5 - Log hydrogéologique (SIGES Rhin-Meuse)



Inventaires des éléments cartographiés

Un certain nombre d’indices hydrogéologiques ont été identifiés sur le territoire communal. Ces indices sont issus d’une recherche bibliographique, d’analyse de données existantes et d’investigations sur le terrain. Ainsi, la cartographie des éléments identifiés est basée sur :

l’analyse de la carte topographique au 1 /25 000ème de l’IGN ;

la base de données du sous-sol (B.S.S.) gérée par le BRGM ;

des ortho-photographies de l’IGN datant de 2009 ;

la base de données Carthage gérée par l’IGN ;

des investigations de terrain (levés GPS) : du 15 mars 2017 au 4 mai 2017 ;

les travaux d’Allemmoz M. en 1993 ont apporté des précisions sur la localisation des sources non visibles sur la carte de l’IGN.

La faible pluviométrie avant et pendant les reconnaissances de terrain a compliqué et limité l’identification des indices hydrogéologiques, notamment des suintements, émergences et zones humides temporaires, qui étaient peu saturés. L’ensemble de ses recherches a permis de cartographier les éléments suivants (Annexe 7) :

les sources (captées ou non) ;

les cours d’eau permanents et temporaires (les canaux ont été considérés comme des cours d’eau permanents) ;

les plans d’eau ;

les talwegs qui constituent des dépressions topographiques qui peuvent concentrer les eaux de ruissellement (seuls les talweg naturels ont été cartographiés) (Illustration 6) ;

les zones humides : en fonction des indices de terrain, trois types de zones humides ont été définies :

les zones humides permanentes (Illustration 7) : portion de territoire caractérisé par la présence d’eau en quantité plus ou moins importante selon la saison. Ces secteurs regroupent notamment les zones marécageuses à proximité des cours d’eau permanents et des sources pérennes ;

les zones humides temporaires avérées (Illustration 8) : portion de territoire caractérisé par une présence saisonnière d’eau en surface plus ou moins importante. L’illustration présentée montre un versant agricole ou la végétation est moins présente du fait de l’accumulation d’eau dans les couches superficielles du sol lors de précipitations importantes ;

les zones humides temporaires supposées (Illustration 9) : portions de territoires présentant les caractéristiques d’une zone humide mais dont la présence d’eau est suspectée et non observée (présence notamment de végétations hydrophiles). Elles se situent généralement dans des petites cuvettes ou dépressions mais également proche des sources.



Illustration 6 - Talweg prononcé avec traces d'érosion

Illustration 7 - Zone humide permanente, marécages jouxtant un cours d'eau permanent

Illustration 8 - Zones humides temporaires avérées sur un versant cultivé, alignées selon

l’axe d’un talweg

Illustration 9 - Zone humide temporaire supposée avec la présence de molinies

Pour conclure, cette carte présentant ces éléments (Annexe 7) reflète la connaissance du moment et peut être mise à jour avec des investigations hydrogéologiques plus précises nécessitant de déployer des moyens conséquents pour l’améliorer (moyens géophysiques, investigations de terrain sur du long terme, etc…).

LES PHENOMENES HISTORIQUES

Les mouvements de terrain

Aucun phénomène historique de mouvement de terrain n’est connu sur la commune d’Ecrouves (base de données mouvements de terrain du portail Géorisques, archives communales…). Les seuls phénomènes de mouvement de terrain sur la commune sont deux effondrements (base de données mouvements de terrain du portail Géorisques). Ces phénomènes ne sont pas pris en compte dans le cadre de cette étude.



Dans un contexte similaire, sur la côte Barine dans la commune de Pagney-derrière-Barine, un glissement de terrain ancien est inscrit dans la base de données Géorisque. La date d’apparition du phénomène est inconnue.

Les formations géologiques concernées par ce glissement sont les marno-calcaires de l’oxfordien qui forment les reliefs dont les problèmes majeurs sont liés à l’épaisseur de la frange d’altération, de plasticité en général élevée et aux caractéristiques souvent médiocres des placages limoneux (Flageollet J-C. et al., 1985). Le glissement se serait produit pour des pentes de 30 à 37 %.

Les séismes

L’aléa sismique est de niveau très faible sur la commune d’Ecrouves (http://www.georisques.gouv.fr/).

Des études réalisées par le BRGM dans les années 80, ont permis d’identifier quelques épicentres microsismique dans la région sans qu’aucun épicentre macrosismique ne soit connu (Flageollet J.-C., 1985). Les intensités ressenties seraient dues exclusivement à des séismes plus ou moins éloignés.

Parmi les évènements sismiques les plus remarquables qui se sont produits à proximité, on peut citer le séisme de Remiremont en 1682. Ce séisme, ressenti par la population à Toul, n’a à priori pas provoqué de dégradations : « un terrible tremblement de terre… il n’y eut […], aucun dommage en cette ville… » (Vogt J., 1979, issu de Gérard, 1975, Livre des Enquêteurs de Toul). Ce séisme, qualifié d’évènement majeur, est d’une intensité VIII sur l’échelle MSK de XII degrés.

Concernant les séismes récents, on peut noter le séisme du 4 mai 2012 survenu à 45 km de Toul (à proximité de Neufchâteau) de magnitude 1,9 MLv (site internet du Renass).

http://www.georisques.gouv.fr/



2. Méthodologie et cartographie de l’aléa

Les sources d’informations sollicitées sont :

la Base de données du Sous-Sol gérée par le BRGM (B.S.S.) : la commune d’Ecrouves comprend 6 forages ;

la base de données de mouvements de terrain du portail Géorisques ;

les archives du BRGM (Arnoux et al ., 2006) ;

les archives communales disponibles dans les locaux du BRGM à Nancy ;

la carte géologique de Toul au 1/50 000ème et la notice associée (Flageollet J-C. et al., 1985) ;

les archives de la mairie d’Ecrouves ;

les investigations de terrain permettant de localiser ou de préciser un certain nombre d’éléments.

GENERALITES

Les travaux ont été menés selon les phases d’analyses inspirées du Guide Méthodologique pour l’élaboration des Plan de Prévention des Risques mouvements de terrain (PPRmt) (Besson L et al., 1999) et de la méthodologie adaptée par le BRGM au contexte de la côte du Dogger (Cartannaz C., 2015).

Méthodologie nationale des guides PPR

L’aléa correspond à la manifestation d’un phénomène naturel ou anthropique d’occurrence et d’intensité donnée (Besson L et al., 1999). L’aléa devrait ainsi être cartographié en croisant l’intensité des phénomènes avec leur probabilité d’occurrence. Le Guide PPR précise que dans le cadre des mouvements de terrain, la probabilité d’occurrence parait souvent difficile à estimer. Il accepte dans ce cadre une approche qui s’appuie sur « l’évaluation de la prédisposition du site au type de phénomène concerné » (Besson L et al., 1999).

La caractérisation de l’aléa repose donc sur (guide PPR mvt Antoine et al., 2000) :

la notion de prédisposition du site à produire un évènement donné dans un délai retenu1. Cette démarche consiste à reconnaitre les antécédents, les indices précurseurs observables et les symptômes d’évolution et d’identifier les paramètres favorables au déclenchement des processus d’instabilité ;

la notion d’intensité. La caractérisation de l’intensité peut être évaluée en termes de potentiel de dommages ou en fonction de l’importance et de l’ordre de grandeur du cout des mesures qu’il pourrait être nécessaire de mettre en œuvre pour s’en prémunir (Tableau 1) ;

1 Le délai conventionnel retenu est le siècle ou d’avantage en cas de forts enjeux (Guide PPR mvt)



Niveau d’intensité Niveau d’importance des parades

Faible Supportables financièrement par un

propriétaire individuel

Moyenne Supportables financièrement par un groupe restreint de propriétaires (immeuble collectif,

petit lotissement)

Forte Intéressant une aire géographique débordant

le cadre parcellaire et/ou d’un cout très important et/ou techniquement difficile

Majeure Pas de parades techniques

Tableau 1 : Exemple d’échelle conventionnelle d’intensité (guide PPR mvt)

Méthodologie appliquée au contexte lorrain

Dans le cadre de la méthodologie élaborée par le BRGM dans le contexte de la côte du Dogger (Cartannaz C., 2015), la définition des zones d’aléa a été réalisée à partir d’un croisement entre plusieurs documents cartographiques élaborés pour aboutir à l’aléa final (Illustration 10) :

les pentes (les classes de pentes ont été calculées à partir d’un MNT de l’IGN au pas de

25 m) ;

les formations lithologiques, superficielles et du substratum (issues des cartes

géologiques au 1/50000ème et de l’expertise de terrain) ;

les facteurs aggravants et indices de déformations actives (issus des documents étudiés

et de l’expertise de terrain).



Illustration 10 - Organigramme présentant la méthodologie utilisée pour la cartographie de l’aléa

Chacun de ces paramètres a fait l’objet d’une expertise à partir des données disponibles et des relevés de terrain (délimitation des limites lithologiques, des ruptures de pentes, pertinence des facteurs aggravants…). La carte d’aléa initial est issue du croisement entre les données topographiques (pentes classées en 6 classes) et la susceptibilité lithologique suivant la matrice d’aléa aux mouvements de terrain établie pour la côte du Dogger (Cartannaz C., 2015, Tableau 2).

Tableau 2 : Matrice litho-pente de l’aléa aux mouvements de terrain telle que définie dans le contexte Lorrain (Cartannaz et al., 2015)

nul nul nul (CDB) nul (CDB) nul (CDB)

moyen fort

Grossières sur induréfaible faible faible moyen fort

fort fort

Très fort, fort ou

moyen dans le cas

de petits

glissements

Grossières sur meublefaible moyen moyen moyen fort

Fines sur induré

Fo

rmati

on

s a

ffle

ura

nte

s

Fines sur meuble

nul

faible moyen moyen

faible faible moyen

Formation indurée

Dans le cas où les marnes sont affleurantes on considère la présence de formations fines affleurantes du fait de l'altération des marnes

Méthodologie sans facteur aggravant

Pentes (en %) Glissements (s.l.) et

solifluxion observés

quelque soit la

pente0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 50 50 - 100



La cartographie de l’aléa aux mouvements de terrain reflète donc la susceptibilité des formations et de leur contexte géomorphologique à l’apparition des mouvements de terrain. L’approche de l’aléa est par conséquent qualitative. L’aléa sera caractérisé selon quatre niveaux d’intensité :

- fort ;

- moyen ;

- faible ;

- nul.

À noter que la présence de phénomènes exceptionnels, équivalent à celui de Corny-sur-Moselle en 1970 (phénomène de référence en Loraine (Chalumeau G., 1974)), entrainera une incrémentation en un aléa Majeur.

CARTES INTERMEDIAIRES

À partir de différents traitements géomatiques, de l’application de la matrice litho-pente lorraine (Tableau 2) et de l’expertise de terrain, quatre cartes intermédiaires principales (pente, susceptibilité lithologique, aléa initial et facteurs aggravants), une carte d’aléa final et une carte détaillant les principales zones dont l’aléa résulte d’une expertise particulière sont présentées dans ce rapport (représentées en jaune sur l’Illustration 10).

Cartographie des pentes

La pente est le facteur morphologique influençant la susceptibilité aux mouvements de terrain. L’analyse de la base de données des mouvements de terrain des départements de la Meurthe et-Moselle, de la Moselle et des Vosges, montre qu’en dessous d’une pente de 5 %, les mouvements sont absents ou non décrits (Cartannaz C. et al., 2009).

Un seuil de pentes de 5 % a donc été retenu pour la commune d’Ecrouves. Toute pente supérieure à 5 % sera considérée comme favorable (susceptible) aux mouvements.

Une évaluation de la pente est définie en fonction du Modèle Numérique de Terrain (MNT) de l’IGN à une résolution de 25 mètres.

La résolution de 25 mètres utilisée pour la carte des pentes ne permet pas toujours une cartographie précise. Des enquêtes de terrain ont donc été nécessaires, afin de préciser et réajuster les ruptures de pente grâce à des mesures inclinométriques et des relevés visuels.

La cartographie des pentes (en %) est présentée en Illustration 11 et en Annexe 3.



Illustration 11 - Cartographie des pentes

Cartographie de la susceptibilité lithologique

La nature du sol et du sous-sol conditionne la prédisposition aux mouvements de terrain. Sur la commune, les formations sont réparties en 4 catégories (définies par la matrice litho-pente lorraine) prenant en compte de façon différenciée les formations superficielles et du substratum, selon leur susceptibilité aux mouvements.

a) Formations superficielles

Les travaux réalisés par le BRGM et l’ENSG en 2002 ont mis en évidence que les formations de pentes les plus fines sont les plus propices aux instabilités. Les formations superficielles fines génèrent donc un niveau de susceptibilité plus élevé que les formations grossières.

La nature des formations affleurantes peut être appréciée à partir des données de la carte géologique, des données disponibles dans la BSS (6 forages) et des reconnaissances de terrain. L’information reclassée selon la matrice litho-pente (Cartannaz et al., 2015) a permis d’apprécier de manière plus précise la nature et l’épaisseur des formations superficielles (Illustration 12).



Les forages recensés dans les formations superficielles permettent d’apprécier les terrains sous-jacents, en grande majorité décrits comme des marnes et des argiles.

En fonction du retour d’expérience en Lorraine et des observations réalisées sur le terrain, les formations superficielles peuvent être classées en deux catégories (Cartannaz C., 2015) :

formations superficielles fines : marnes altérées, alluvions anciennes et récentes, limons, colluvions ;

formations superficielles grossières : éboulis calcaires, grave, remblais grossiers, graviers.

Illustration 12 - Exemple d'identification de formations superficelles en bordure d’un chemin

b) Formations du substratum Par rapport aux calcaires et aux grès, les formations argileuses et marneuses, présentant des caractéristiques mécaniques faibles, sont davantage prédisposées aux mouvements.

Il a été nécessaire d’identifier quelles formations géologiques seraient plus susceptibles aux mouvements de terrain afin de procéder à un classement. Le retour d’expérience du BRGM en Moselle a permis de détailler la susceptibilité de certaines formations géologiques par rapport aux mouvements de terrain (Thomaïdis C. et al., 2002). Sur la commune, ces données et les informations recueillies sur le terrain permettent de classer les formations de la façon suivante :



formations meubles très susceptibles aux mouvements de terrain : alternance de marnes sablo-micacées et de bancs calcaires (terrain à chailles) de l’Oxfordien inférieur. Sont également comprises dans ces formations les argiles bleues de la Woëvre. Les informations disponibles montrent que 2 forages sont situés au niveau de ces formations. Aucun de ces forages ne comprend de coupe géologique. Des forages situés sur la commune limitrophe de Toul montrent que les terrains peu cohérents de surface ont une puissance de 2 à 10 m environ (rapport BRGM RP-67432-FR, Le Goff J., 2018) ;

formations indurées peu susceptibles aux mouvements de terrain : calcaires récifaux de l’Oxfordien moyen. Les calcaires récifaux de l’Oxfordien forment le relief des buttes témoins (Côte Barine et Cote de la Meuse). Aucun forage ne recoupe cette formation.

Pour ce qui est de la commune d’Ecrouves, la susceptibilité des différentes formations (superficielle et substratum) est résumée dans le Tableau 3.



Susceptibilité lithologique Formations superficielles Substratum

Forte Formations fines (limons des plateaux, colluvions, alluvions

récentes)

Formations meubles/peu consolidées (ensemble marno-calcaire de l’Oxfordien

inférieur et argiles de la Woëvre du Callovien)

Formations grossières (éboulis calcaire)

Formations meubles/peu consolidées (ensemble marno-calcaire de l’Oxfordien

inférieur et argiles de la Woëvre du Callovien)

Formations fines (limons des plateaux, colluvions, alluvions

récentes)

Formations indurées (calcaires de l’Oxfordien moyen et supérieur)

Faible Formations grossières (éboulis calcaires)

Formations indurées (calcaires de l’Oxfordien moyen et supérieur)

Tableau 3 : Classement des formations en fonctions de leurs suceptibilité lithologiques d’après la matrice lorraine

c) Cartographie

Aucune nouvelle cartographie géologique n’est proposée dans le cadre de cette étude. La cartographie des formations géologiques est reprise de la carte géologique au 1/50 000ème du BRGM. Néanmoins, l’épaisseur et l’étendue des terrains géologiques ont pu être ajustées à partir des données disponibles dans la BSS (6 forages voir Annexe 8) et des reconnaissances de terrain qui ont permis de préciser la nature, l’étendue et l’épaisseur des formations superficielles.

La cartographie des formations géologiques (Annexe 4) indique les points de forages de la B.S.S. dont la description est disponible en Annexe 8 (6 forages localisés sur la commune d’Ecrouves).

La cartographie de susceptibilité des différentes formations lithologiques est présentée en Illustration 13 et en Annexe 5.



Illustration 13 - Carte de susceptibilité lithologique pour la commune

Cartographie de l’aléa initial

La carte d’aléa initial est obtenue par corrélation de la carte des pentes et de la carte de susceptibilité lithologique selon la matrice litho-pente lorraine (Tableau 2), en tenant compte des modifications de terrain.

La cartographie de l’aléa initial est présentée en Illustration 14 et en Annexe 6.



Illustration 14 - Carte d'aléa initial

Cartographie des indices de déformation et facteurs aggravants

a) Relevés des indices de déformation

Les visites effectuées sur le terrain et les informations transmises par la mairie ont permis de repérer différents indices (Annexe 9) pouvant témoigner de mouvements de terrain tels que :

les arbres pipés, penchés ou tordus, constituent des repères courants sur les versants ;

la présence d’anomalies topographiques, comme des bourrelets, des moutonnements qui caractérisent une instabilité locale ;

la présence de contre-pente, de cicatrices d’arrachements ;

les fissures dans les murs de bâtiments ou de soutènement, leur bombement, leur fruit négatif (faux aplomb décalant la crête du mur vers l’aval) ;

les routes et les chemins peuvent révéler des fissures ouvertes dans le revêtement qui peuvent témoigner de l’existence d’un mouvement actif et récent.



La cartographie des indices de déformation n’étant pas l’objet de cette étude, la liste des indices présentée ici n’est donc pas exhaustive.

Le secteur d’étude a été fortement modifié par les guerres. Les reliefs de la commune (côtes de Meuse et butte témoin) ont subi un profond remaniement, ainsi il est possible de retrouver des fossés militaires, des tranchées et des murs de pierre en partie recouverts. Certains indices morphologiques liés à des mouvements de terrain dans les pentes peuvent être facilement confondus avec une remobilisation du versant due à des actions anthropiques.

La cartographie des phénomènes et indices est présentée en Illustration 15 et en Annexe 9. L’essentiel des désordres observés (fissures sur bâtiment) se situe au lieu-dit le Grandmenil.

Illustration 15 - Carte des indices de déformations

b) Les facteurs aggravants et déclenchants

Un versant peut avoir des caractéristiques qui vont accroître la probabilité d’un déclenchement de mouvement de terrain, comme la présence d’eau dans les couches superficielles du sol mais aussi l’absence de végétation (déboisement).



Présence d’eau dans les sols

La présence d’eau dans les sols peut diminuer leurs propriétés géomécaniques notamment par la diminution de leur cohésion et est en conséquent un facteur aggravant de la déstabilisation des terrains. Les indices hydrologiques peuvent être pris en compte lors de l’évaluation du niveau de l’aléa s’ils sont significatifs.

Les zones humides aggravent la susceptibilité des terrains à développer des mouvements. Ces dernières provoquent une perte de cohésion dans les formations meubles à matrice fine (silts et argiles) et, du fait de la montée de la nappe, entraînent une baisse de la résistance au cisaillement. A noter que les zones humides temporaires, en particulier, constituent des facteurs potentiellement aggravants car elles sont le siège de modifications ponctuelles et/ou saisonnières des couplages hydromécaniques d’un versant. A l’inverse des zones humides permanentes qui ne modifient pas les propriétés du versant au cours du temps.

Les précipitations

Les précipitations sont considérées comme le principal facteur aggravant et/ou déclenchant. Elles se traduisent par des infiltrations provoquant d’une part un accroissement des teneurs en eau (et donc la chute mécanique de certains faciès argileux) et d’autre part une remontée de nappe (favorisant la mise en pression des aquifères captifs avec décollement de la masse potentiellement instable). L’expérience du suivi de versants affectés par des mouvements2 montre que chaque épisode pluvieux significatif ou de fonte de neige se traduit au bout de quelques heures ou quelques jours par une reprise ou une accélération des mouvements de terrain (Cartannaz et al., 2009).

La végétation

L’absence de végétation ne permet pas de stabiliser la cohésion d’un terrain meuble qui se trouve ainsi fragilisé par les infiltrations d’eaux pluviales et/ou les eaux de ruissellement. Le système racinaire contribue à « armer » la frange superficielle de terrain entre un et trois mètres de profondeur selon les espèces et surtout réduit les infiltrations d’eau météorique et donc la teneur en eau du sol. Une mauvaise gestion forestière peut donc conduire à fragiliser les terrains et favoriser les mouvements de terrain. De plus, les racines soutirent par succion l’eau du sol et contribuent ainsi à la modification du facteur hydrogéologique.

À contrario, les réseaux racinaires sont des acteurs efficaces de la désagrégation mécanique des calcaires, ce qui peut favoriser leur rupture. En élargissant le réseau de fractures initiales, ils permettent une meilleure pénétration de l’eau qui accélère les processus d’altération de la roche indurée (dissolution chimique, cycles de gel-dégel, lessivage).

Néanmoins, même si le mouvement concerne la tranche superficielle du sol, la végétation peut ne pas suffire à contrer sa dynamique (exemple : arbre pipé).

Les séismes

L’activité sismique peut constituer également un facteur déclencheur des mouvements de terrain. L’aléa sismique est de niveau très faible sur la commune d’Ecrouves (http://www.georisques.gouv.fr/).

2 Le glissement de terrain le plus important en Lorrain est celui de Corny survenu suite à une pluie de 98 mm en quatre jours (Cartannaz C., 2015)

http://www.georisques.gouv.fr/



L’action anthropique

Les actions anthropiques modifient les conditions d'équilibre du versant. Lorsqu'elles sont mal maîtrisées, elles peuvent engendrer des mouvements. Parmi les principales actions anthropiques, on pourra citer : le remblaiement en tête ou en partie haute de versant, le déblaiement en partie basse ou en pied de versant et le rejet d'eau dans le terrain (Cartannaz et al., 2009).

c) Caractérisation et prise en compte des facteurs aggravants

Les indices de déformation ont été pris en compte dans cette étude, mais ne sont pas tous considérés comme des facteurs aggravants. Afin de classer les différents indices cartographiés par ordre d’importance, plusieurs niveaux de confiances leur ont été attribués. Ces niveaux de confiance dépendent, selon le type d’indice considéré :

de l’intensité du phénomène observé (mouvements de terrain)

de la confiance sur l’origine du phénomène observé (désordre sur bâtiment ou mur,

arbres pipés)

pertinence de l’observation (mouvements de terrain, indices hydrologiques)

Indices pouvant témoigner d’un mouvement de terrain

Pour ce qui est des indices pouvant témoigner d’un mouvement de terrain, trois niveaux de confiance ont été utilisés, mais ils différent en fonction du type d’indice :

les désordres sur bâtiments (fissures, murs penchés), dont l’origine peut être multiple

(retrait-gonflement des argiles, vétusté de la construction, problèmes liés aux

fondations), deux niveaux de confiance ont été retenus :

o faible : désordres d’importances modérées (fissures fermées, pas de décalage

observé, ou affectant des murets de limite de propriétés) et de densité faible à

modérée;

o modéré : désordres d’importances modérées avec une forte densité ou

désordres d’importances élevées (fissures ouvertes, décalages, murs de

soutènements bombés, penchés ou effondrés) ;

les arbres pipés, dont l’origine peut être multiple (bouturage, type et âge des arbres,

orage) ne sont jugés pertinents que s’ils sont associés à d’autres facteurs, dans ce cas il

existe deux niveaux de confiance :

o faible : moins de 1 tous les 5 m (ou <10 par 100 m²) ;

o modéré : plus de 1 tous les 5 m (ou >10 par 100 m²) ;

le moutonnement, ne s’observe pas en secteur urbanisé et peut avoir des origines

multiples (anthropisation, animaux, végétation), deux niveaux de confiance ont été

retenus :

o faible : le moutonnement affecte une surface inférieure à 1 ha, soit environ une

parcelle agricole ;

o modéré : le moutonnement affecte une surface supérieure à 1 ha.



Indices hydrogéologiques

Une cartographie non exhaustive des indices hydrogéologiques a également été réalisée dans le cadre de cette étude. L’impact de ces indices sur l’aléa mouvement de terrain est spécifique au contexte hydro-géomorphologique. Chaque indice sera donc traité individuellement et caractérisé ou non comme facteur aggravant en fonction des résultats de l’expertise de terrain. Deux niveaux de confiance leur sont alors associés :

faible : si leur superficie est inférieure à 1 ha ;

modéré : si leur superficie est supérieure à 1 ha.

Synthèse

À partir de ces niveaux de confiance établis, des règles d’incrémentation ont été mises en places, ainsi :

un indice ou un phénomène historique associé à un niveau de confiance faible n’est pas

considéré comme un facteur aggravant. Il n’entrainera pas d’incrémentation du niveau

d’aléa initial ;

un indice ou un phénomène historique associé à un niveau de confiance modéré est

considéré comme un facteur aggravant. Il entrainera une incrémentation de l’aléa

seulement si l’aléa initial est de niveau faible, dans les autres cas il n’y aura pas

d’incrémentation ;

enfin, un indice ou un phénomène historique associé à un niveau de confiance élevé est

considéré comme un facteur très aggravant. Il entrainera une incrémentation de l’aléa

faible en moyen et de l’aléa moyen en fort.

Dans le cas d’un réajustement de l’aléa (incrémentation ou décrémentation) l’étendue de la zone affectée par ce réajustement tiendra compte des caractéristiques géomorphologique des terrains. Ainsi, dans le cas d’un mouvement de terrain, un mouvement identifié et cartographié sur le terrain impliquera une incrémentation de l’aléa. Cette incrémentation sera appliquée à l’ensemble des terrains montrant les mêmes caractéristiques topologiques (pente) et géologiques. En ce qui concerne les éventuels ajustement issus d’autres facteurs retenus comme aggravants, cette étendue pourra être ajustée en fonction des résultats de l’expertise de terrain.

Bien que les règles d’incrémentations précitées s’appliquent dans la plupart des cas, elles pourront également être reconsidérées en fonction des résultats de l’expertise de terrain.

La cartographie des facteurs retenus comme aggravants pour l’aléa mouvement de terrain sur la commune d’Écrouves est présentée en Illustration 16 et en Annexe 10.



Illustration 16 - Cartographie des facteurs aggravants

CARTOGRAPHIE DE L’ALEA FINAL

Traitements géomatiques

Une première version de la carte d’aléa final (V0) est obtenue après expertise de terrain et croisement des cartes intermédiaires (Illustration 10). Différents traitements géomatiques ont ensuite été réalisés afin d’aboutir à la carte d’aléa final. Ces traitements sont de trois sortes :

application d’une zone tampon traduisant la propagation d’éventuels mouvements de terrain ;

simplification des zones dont l’étendue est inférieure à la résolution finale souhaitée ;

lissage des limites des zones d’aléa afin d’homogénéiser la cartographie finale.

La cartographie de l’aléa final est présentée en Illustration 17, Annexe 11 et Annexe 13 (au 1/5 000ème, au format A0).



Zones tampons

L’étendue globale des terrains pouvant être affectés par les phénomènes de mouvement a été prise en compte par l’application de zones tampons en limites de zones d’aléas différents. Ce tampon correspond à une zone de sécurité au sommet et au pied de versant, tenant compte, en amont, de l’aire d’entrainement des matériaux et, en aval, de l’aire de propagation des matériaux. Cette zone tampon tient également compte de l’éventuelle propagation latérale des mouvements.

Il est nécessaire d’appliquer cette zone tampon aux limites des zones d’aléas différents. Ainsi, un tampon a été appliqué sur une largeur de :

20 m autour des zones d’aléa de niveau fort ;

10 m autour des zones d’aléa de niveau moyen ;

5 m autour des zones d’aléa de niveau faible.

Simplification et lissage

Afin de prendre en compte les incertitudes liées à la carte géologique (au 1/50 000ème) et au MNT (au pas de 25 m), une simplification et un lissage ont été effectués. Ainsi, les enclaves d’un niveau d’aléa donné, d’une largeur inférieure à 25 m, ou d’une aire inférieure à 625 m² (soit la taille d’un pixel), englobées dans un aléa d’un niveau supérieur, ont été rattachées au niveau d’aléa supérieur, au titre du principe de précaution. De même les limites d’aléa ont été lissées par soucis d’homogénéisation.



Illustration 17 - Cartographie de l'aléa final pour la commune d’Écrouves

Zones de différences par rapport à l’aléa initial

Dans un souci de transparence, il est nécessaire que les données ayant conduit à la caractérisation de l’aléa soient facilement identifiables, et ce pour chaque zone d’aléa caractérisée. Une carte mettant en évidence les différences entre la carte d’aléa initial V0 (Illustration 10), issue de l’application de la matrice litho-pente lorraine sur les données géologiques et topologiques brutes, et la carte d’aléa final (Illustration 17) issue de l’expertise de terrain et des traitements géomatiques (cf. section 2.3.1) a été réalisée et est présentée en Illustration 18 et en Annexe 12.

Ces différences s’expliquent à la fois par les résultats de l’expertise de terrain (réajustement des pentes, des limites lithologiques et prise en compte des facteurs aggravants), et par les traitements géomatiques (zones tampons, simplification et lissage).

La localisation et l’origine des différences sont présentées en Illustration 18 et Annexe 12.



Illustration 18 - Cartographie des zones de réajustement de l’aléa initial

Détail de la caractérisation de l’aléa par zones

La carte d’ajustement de l’aléa (Illustration 18 et Annexe 12) permet de mettre en évidence sept différents contextes pour lesquels l’aléa final a fait l’objet d’un réajustement.

les zones 1 et 2 ont fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa moyen en fort. Dans les deux cas, cette incrémentation est justifiée par la présence de glissements cartographiés sur le terrain (Illustration 16 et Annexe 10) ;

la zone 3 a fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa moyen en fort justifiée par la présence d’un glissement relevé sur le terrain (Illustration 16 et Annexe 10) ainsi que par une redélimitation de l’étendue des classes de pente ;

la zone 4 a fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa faible en moyen justifiée par la présence d’une zone humide permanente à proximité d’une zone d’aléa moyen (Illustration 16 et Annexe 10) ;

la zone 5 a fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa faible en moyen justifiée par des relevés de terrain indiquant des pentes locales fortes (thalweg) associées à des sources (Illustration 16 et Annexe 10) ;



la zone 6 correspond au secteur du Grandmenil, l’aléa initialement faible ou nul a été incrémenté respectivement en moyen et faible. Cette incrémentation est justifiée par la présence d’un certain nombre de désordres relevés sur bâtiments et murs en zone urbanisée (Illustration 16 et Annexe 10) ;

les zones notées 7 sur l’Illustration 18 correspondent à des secteurs d’aléa moyen ou fort décrémentés respectivement en aléa faible et moyen. Cette décrémentation est justifiée par des relevés de terrain indiquant des valeurs de pente inférieures à celles calculées à partir du modèle numérique de terrain ;

les zones notées 8 correspondent à des secteurs d’aléa faible ou moyen incrémentés respectivement en aléa moyen et fort. Cette incrémentation est justifiée par une redélimitation de l’étendue des classes de pente (mesures inclinométriques sur le terrain).

Les zones représentées en couleurs pleines sur l’Illustration 18 correspondent principalement aux zones de tampons en limite de deux aléas différents et, plus localement, au résultat de la simplification des zones de trop faible étendue (inférieure à la résolution du MNT de départ, soit un pixel de 25 m) et du lissage des polygones pixellisés.

Limites de l’interprétation

La présente étude a été menée en 2017. Elle se base sur l'analyse des sources documentaires disponibles à cette date et sur l'exploitation des évènements connus.

Elle est donc le reflet des connaissances en cette année 2017.

La prise en compte ultérieure de données non connues ou non disponibles en 2017 (investigations, phénomènes, archives, témoignages, etc.) peut conduire à une révision des critères d'analyse de l'aléa et de la carte associée.

La carte d’aléa a été élaborée à l’échelle du 1/5000ème et livrée sur fond cadastral. Pour l'utilisation de la carte d’aléa, il convient d'exploiter cette cartographie de l'aléa en tenant compte d'une certaine marge d'imprécision. Dans les cas où différents niveaux d’aléa aient été cartographiés sur une même parcelle, il convient d’affecter, dans la mesure du possible, le niveau d’aléa le plus élevé à l’ensemble de la parcelle.

De plus, concernant le trait entre deux zones d'aléa, même si celui-ci n'a pas "d'épaisseur" réelle sur le terrain, son emprise sur la carte doit être assimilée au niveau d'aléa jointif le plus fort.

Enfin, bien que les différentes cartographies intermédiaires soient effectuées à l’échelle du 1/5000ème, la précision de la carte d’aléa est conditionnée par le Modèle Numérique de Terrain au pas de 25 m et par la carte géologique au 1/50 000ème.



3. Conclusions

Les mouvements de terrain pris en compte dans cette étude comprennent les mouvements de terrain de type glissements circulaires, glissements plans, glissements pelliculaires, reptation, fluage et solifluxion. Ainsi, ne sont pas pris en compte les phénomènes de retrait - gonflement des sols argileux, les affaissements, les effondrements ou les fontis liés à la présence de cavités naturelles ou anthropiques, les coulées de boue et les mouvements rocheux (chutes de blocs et éboulements).

L'élaboration de la carte d'aléa mouvements de terrain sur la commune d’Écrouves repose sur la prise en compte d'évènements historiques et de relevés de terrain, mais également de données générales géologiques, hydrogéologiques et topographiques.

L'analyse des données disponibles a permis d'élaborer une série de critères précis afin de dresser la carte d'aléa. Ces critères reposent principalement sur l'exploitation de valeurs de pentes de versant, de données géologiques (présence de formations superficielles aux caractéristiques géotechniques différentes), d’existence de mouvements avérés ou supposés et de facteurs aggravants que peuvent être les désordres sur les bâtiments, le moutonnement, les arbres pipés...

La cartographie de l’aléa final (Illustration 17) sur la commune d’Ecrouves a abouti à la définition des classes suivantes :

l’aléa fort représente 1.9 % de la superficie de la commune. Il est situé dans les plus fortes pentes de la côte de la Meuse et de la côte Barine dans des zones végétalisées proches des sommets des reliefs de la commune ;

l’aléa moyen représente 26.9 % de la superficie totale de la zone d’étude. Il se trouve notamment sur les pentes des côtes calcaires, de la côte de Meuse et de la Côte Barine. Les quartiers du Grandménil et d’Ecrouves, en contrebas de la côte de la Meuse sont concernés par cet aléa ;

l’aléa faible représente 30.6 % de la superficie totale communale. Il se répartit sur les versants peu inclinés ainsi que sur les pentes des plateaux alluvionnaires ;

l’aléa nul représente 40.5 % de la superficie totale communale. Il est situé dans les plaines argileuses de la Woëvre ainsi que sur les plateaux alluvionnaires.



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Vallet A., Le Goff J. et Cartannaz C. (2017) – Evaluation des aléas liés aux chutes de blocs, glissements de terrain et coulées de boue sur la commune de Hombourg-Haut (Département de la Moselle). Rapport final. BRGM/RP-66265-FR, 138 p., 78 ill., 19 ann., 2 cartes hors-texte, 1 CD.

Vogt J., Cadiot B., Delaunay J., Faury G., Goguel J., Massinon B., Mayer-Rosa D., Weber C. (1979) – Les tremblements de terre en France. Mémoire BRGM, n°96.



Annexe 1 :

Terminologie



Aléa (Guide général PPR ; MATE/METL, 1989) :

Phénomène naturel d’occurrence et d’intensité donnée.

Cette définition élargit la notion initiale la plus appropriée « probabilité d’occurrence d’un phénomène naturel », qui avait été retenue en 1984 par le DRM à partir du concept anglo-saxon de « natural hazard » pour l’établir aux PER. L’aléa devrait ainsi être hiérarchisé et cartographié en plusieurs niveaux, en croisant l’intensité des phénomènes avec leur probabilité d’occurrence. Cela reste vrai pour les PPR inondations qui devront indiquer les hauteurs de submersion et des vitesses d’écoulement pour une période de retour au moins centennale. D’autres phénomènes, par contre, sont moins facilement ou non probabilisables (bien que cela dépende aussi de l’échelle de temps à laquelle on se réfère). En ce qui concerne les mouvements de terrain, par exemple, la probabilité d’occurrence parait souvent difficile à estimer. On recourra alors à une approche qui s’appuiera sur l’évaluation de la prédisposition du site au type de phénomène concerné.

Colluvions (Guide méthodologique BRGM pour la Meurthe et Moselle, 2015)

Formation superficielle allochtone de granulométrie fine (Figure1).

Figure 1 – exemple de colluvion. D’après Bichet et Campy (2008) : les montagnes du Jura

Enjeux (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Personnes, biens, activités, moyens, patrimoine, etc. susceptibles d’été affectés par un phénomène naturel.



Les enjeux s’apprécient aussi bien pour le présent que pour le futur. Les biens et les activités peuvent être évalués monétairement, les personnes exposées dénombrées, sans préjuger toutefois de leur capacité à résister à la manifestation du phénomène pur ‘aléa retenu. Dans le cadre des PPR, l’appréciation des enjeux restera qualitative.

Formation superficielle, définition appliquée au glissement de terrain) (Guide méthodologique BRGM pour la Meurthe et Moselle, 2015) :

Formation géologique généralement meuble et sujette aux glissements de terrain localisée entre la végétation et la roche compacte (substratum). Il peut s’agir de formations autochtones (substrat altérée) ou allochtones (éboulis, colluvion, etc).

Figure 2 – Les formations superficielles dans le « déshabillage » d’un payasage. D’après Bichet et Campy (2008) : les montagnes du Jura.

Intensité d’un phénomène (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Expression d’un phénomène, évaluée ou mesurée par ses paramètres physiques.



Prévention (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Ensemble des dispositions visant à réduire les impacts d’un phénomène naturel : connaissance des aléas, réglementation et l’occupation des sols, mesures actives et passives de protection, information préventive, prévisions, alerte, plans de secours, etc.

Risque naturel (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Pertes probables en vies humaines, en biens et en activités consécutives à la survenance d’un aléa naturel.

Ce risque croit d’autant plus que l’aléa est élevé et que la densité de population et le potentiel économique exposés augmentent. Il est donc fonction de l’aléa et de la vulnérabilité. En l’absence des constructions et des hommes, il est nul.

Vulnérabilité (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Au sens le plus large, exprime le niveau de conséquences prévisibles d’un phénomène naturel sur les enjeux.



Annexe 2 :

Les mouvements de terrain-Généralités

TYPOLOGIE DES MOUVEMENTS

Les mouvements sans plans de rupture

Ces types de mouvements ne sont pas considérés comme des glissements à proprement parler puisque la mise en mouvement n’est pas caractérisée par un plan de cisaillement identifiable. Généralement dans la région traitée, seule la frange superficielle des terrains est affectée par ce type de mouvements.

Le Fluage

Le fluage est un phénomène physique provoquant des déformations gravitaires irréversibles sous des sollicitations constantes atteignant le domaine plastique (Philipponnat G.et al., 2008) (Figure 3). C’est un mouvement lent d’une masse de terrain (à matrice fine argileuse ou silteuse) non limitée par une surface de rupture clairement définie se manifestant sur des faibles ou fortes pentes. Il peut se développer sur des épaisseurs parfois importantes (plusieurs dizaines de mètres).

Figure 3 - Exemple de fluage sous l’effet d’une surcharge (Philipponat et al., 2008)

La solifluxion

C’est un cas particulier du fluage. C’est un phénomène d’écoulement lent des sols. Elle concerne les sols à matrice fine (argileuse ou silteuse) et à teneur en eau marquée, sur une épaisseur de l’ordre d’un mètre, sans surface de rupture nette. Ce phénomène est provoqué par des variations de volume du sol au cours des saisons. En effet, le gel-dégel en montagne ou l’alternance des saisons sèches et pluvieuses causent la déstructuration et la perte de cohésion de ces sols gonflants et rétractables (Philipponnat G. et al., 2008 ; Mathon. et al., 2005).



La solifluxion s’opère sur des terrains de pente faible à modérée et se repère par un état boueux des sols, une ondulation des terrains (Philipponnat G.et al., 2008) (Figure 4) et des rochers « laboureurs ».

Figure 4 - Aspect ondulé des terrains du à la solifluxion (Philiponnat et al., 2008)

La reptation

C’est le glissement lent, vers l’aval, des sols ou des formations superficielles sur un versant à pente modérée à forte (Dictionnaire de géologie, 6ème édition). Ce phénomène ne nécessite pas un état boueux du sol. Il peut se repérer par un moutonnement de faible amplitude et relativement serré. Généralement, les arbres sont inclinés ou présentent une forme dite « pipée ». Le moteur du mouvement est le propre poids du terrain associé au gonflement des argiles. Ce phénomène peut provoquer un fauchage (également appelé « basculement ») des couches géologiques sous-jacentes (Figure 5) ; ce qui entraîne une évaluation erronée de leur pendage en profondeur.

Figure 5 - Coupe montrant le phènoméne de fauchage (d’après le dictionnaire de géologie Raoult et Foucault))

Les mouvements avec plans de rupture

Les glissements pelliculaires

Le glissement pelliculaire est un décrochement superficiel gravitaire affectant une mince frange de terrain à matrice fine et limitée par une surface de rupture identifiable (< 10 m de profondeur), recouvrant les versants à pente raide (> 20 %). Cette frange est fortement altérée avec des caractéristiques mécaniques faibles. Par suite d’une saturation en eau du matériel, la cohésion ou/et l’angle de frottement interne sont diminués par l’augmentation de la teneur en eau et rend le sol instable. Le terrain se détache du haut du versant et glisse par petits paquets vers le bas (Mathon C.et al., 2005). Ce type de glissement fait généralement suite au phénomène de reptation.



La morphologie de ce glissement est caractérisée par une surface moutonnée ou par des petites terrasses dans les versants, et de courtes fissures arquées ou rectilignes soulignent la tête des instabilités. Sur le terrain, il peut être délimité grâce à des entonnoirs d’effondrement créés en bordure du glissement par des infiltrations et des circulations d’eau en sub-surface.

Les glissements plans

Il s’agit de mouvements gravitaires se traduisant par la translation d’un volume de sol ou de roche d’un versant, sur une surface de rupture approximativement plane, généralement selon la ligne

de plus grande pente (Figure 6) La particularité de ce glissement tient dans la géométrie de sa surface de rupture qui est plus ou moins rectiligne. Généralement, elle est héritée d’une discontinuité naturelle préexistante dans le terrain : joints ou limites stratigraphiques, plans de faille ou diaclases, plans de schistosité. Elle peut également correspondre soit à une couche mince de mauvaises caractéristiques mécaniques (on parlera de « couche-savon ») sur laquelle s’exerce souvent l’action de l’eau.

Les glissements plans sont le plus souvent associés à des fissures en tête et des bourrelets en pied. Ils peuvent se développer sur des épaisseurs de plusieurs dizaines de mètres et peuvent affecter des versants de faible pente (< 20 %) pour autant que les facteurs de prédisposition soient réunis.

Figure 6 - Schèma d'un glissement plan

Les glissements rotationnels ou circulaires

Ils correspondent à des mouvements gravitaires et peuvent présenter une brusque rupture de pente ainsi que des fissures en tête et des bourrelets en pied (Figure 7). Leur surface de rupture de forme circulaire et concave les différencie des glissements plans. On peut noter la présence de contre-pentes au sein de la masse glissée. De plus, ils se développent généralement au sein d’un milieu homogène et meuble (sables, silts, voire argiles) en l’absence de discontinuité marquée. Par ailleurs, plusieurs glissements rotationnels peuvent s’emboiter et former un glissement circulaire complexe, voire plan. L’apparition d’un premier glissement en bas de pente entraîne une perte de butée pour les terres situées au-dessus et provoque des glissements successifs remontant vers l’amont : on parle d’évolution régressive (Philipponat G. et al., 2008).

Les glissements circulaires peuvent avoir des profondeurs et des volumes en mouvement très variables.



Figure 7 - Schèma d’un glissement circulaire



Annexe 3 :

Cartographie des pentes (%) regroupées par classes.



Annexe 4 :

Cartographie géologique



Annexe 5 :

Cartographie de susceptibilité lithologique



Annexe 6 :

Cartographie d’aléa initial



Annexe 7 :

Cartographie des indices hydrogéologiques



Annexe 8 :

Liste des forages et autres données

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Annexe 9 :

Cartographie et inventaire des indices de mouvement de terrain



Identifiant Type Localisation Pente Géologie

concernée Facteurs

aggravants

1 Glissement de

terrain Côte Barine

30 à 37 %

Alternances marno-

calcaires, calcaires à

chailles (Oxfordien inf. à

moyen)

(Hors commune)

2

Niches d’arrachements (profondeur 2

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5 Fluage /

moutonnement Ferme du

Point du Jour 16 %

Argiles de la Woëvre

Zone humide permanente

6 Fluage /

moutonnement Les Jallins 6 %


7 Fluage /

moutonnement Les Oiseleurs 15 %


8 Fluage /

moutonnement Ecrouves 11 %


Zone humide temporaire

supposée en amont



1 3

2

4 7

6

5

8



Annexe 10 :

Cartographie des facteurs aggravants



Annexe 11 :

Cartographie de l’aléa final



Annexe 12 :

Carte d’ajustement de l’aléa



Annexe 13 :

Cartographie A0 - hors texte

Cartographie de l’aléa final

Centre scientifique et technique

3, avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 – Orléans Cedex 2 – France

Tél. : 02 38 64 34 34 - www.brgm.fr

Direction régionale Grand Est

1 allée du Parc de Brabois 54500 – Vandoeuvre-lès-Nancy – France Tél. : 03 83 44 81 49

cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune

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