cartographie de l'aléa retrait- gonflement des sols argileux dans le

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de la Haute-Savoie

Rapport final

BRGM/RP-57559-FR octobre 2009

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le

département de la Haute-Savoie Rapport final

BRGM/RP-57559-FR octobre 2009

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 07RISD09

P. Logeais, M. Blondin Avec la collaboration de

M. Imbault et M. Saint Martin

Vérificateur : Nom : Plat E.

Date : 10/11/09

Signature :

Approbateur : Nom : Deverly F.

Date : 10/12/09

Signature :

En l’absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique,l’original signé est disponible aux Archives du BRGM.

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

I

M 003 - AVRIL 05

Mots clés : argiles, marnes, argiles gonflantes, smectites, retrait-gonflement, aléa, risque naturel, sinistre sécheresse, catastrophe naturelle, géotechnique, cartographie, Haute-Savoie. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Logeais P., Blondin M., avec la collaboration de Imbault M. et Saint Martin M. (2009) – Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de la Haute-Savoie. Rapport BRGM/RP-57559-FR, 162 p., 55 ill., 5 ann., 3 cartes h.-t. © BRGM, 2009, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département de la Haute-Savoie

BRGM/RP-57559-FR – Rapport final 3

Synthèse

Les phénomènes de retrait-gonflement de certaines formations géologiques argileuses affleurantes provoquent des tassements différentiels qui se manifestent par des désordres affectant principalement le bâti individuel. En France métropolitaine, ces phénomènes, mis en évidence à l'occasion de la sécheresse exceptionnelle de l'été 1976, ont pris une réelle ampleur lors des périodes sèches des années 1989-91 et 1996-97, puis plus récemment au cours de l’été 2003.

La Haute-Savoie fait partie des départements français faiblement touchés par le phénomène, puisque seulement 36 sinistres imputés à la sécheresse y ont été recensés dans le cadre de la présente étude. A la date du 25 septembre 2009, 13 communes sur les 294 que compte le département ont été reconnues en état de catastrophe naturelle pour ce phénomène, toutes pour l’été 2003 (du 1er juillet au 30 septembre), soit un taux de sinistralité de 4,42 %. Le département de la Haute-Savoie se classe ainsi à la 68ème place en termes de nombre total d’occurrences (arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle en distinguant par commune et par périodes), mais à la 50ème place pour le nombre d’occurrences concernant l’été 2003. En septembre 2008, le coût des sinistres dus à la sécheresse, indemnisés en France entre 1989 et 2003 au titre du régime des catastrophes naturelles, a été évalué par la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) à 3,9 milliards d'euros, dont 181 066 euros pour le département de la Haute-Savoie, ce qui en fait le 78ème département touché en termes de coûts d’indemnisation versée dans ce cadre.

Afin d'établir un constat scientifique objectif et de disposer de documents de référence permettant une information préventive, le Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement durable et de la Mer (MEEDM) a demandé au BRGM de réaliser une cartographie de cet aléa à l'échelle de tout le département de la Haute-Savoie, dans le but de définir les zones les plus exposées au phénomène de retrait-gonflement des argiles. Cette étude, réalisée par le BRGM dans le cadre de sa mission de service public sur les risques naturels, s’intègre dans un programme national de cartographie de l'aléa retrait-gonflement des sols argileux qui concernera à terme l’ensemble du territoire métropolitain.

L’étude a été conduite par le service Risques naturels et sécurité du stockage du CO2 du BRGM (unité Risques de Mouvements de Terrain et Erosion), en collaboration avec le Service Géologique Régional Rhône-Alpes. Le financement en a été assuré à hauteur de 25 % par la dotation de service public du BRGM, le complément ayant été financé par le Fonds national de prévention des risques naturels majeurs, dans le cadre d’une convention de cofinancement signée avec la Direction Départementale de l’Equipement et de l’Agriculture (DDEA) de la Haute-Savoie.

La démarche de l'étude a d'abord consisté à établir une cartographie départementale synthétique des formations à dominante argileuse ou marneuse, affleurantes à sub-affleurantes, à partir de la synthèse des cartes géologiques à l’échelle 1/50 000. Les


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vingt-et-une formations ainsi identifiées et cartographiées ont ensuite fait l’objet d’une hiérarchisation quant à leur susceptibilité vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement. Cette classification a été établie sur la base de trois critères principaux : la caractérisation lithologique de la formation, la composition minéralogique de sa phase argileuse et son comportement géotechnique, ce qui a conduit à l’établissement d’une carte départementale de susceptibilité vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement.

La carte d’aléa a alors été établie à partir de la carte synthétique des formations argileuses et marneuses, après hiérarchisation de celles-ci en tenant compte non seulement de la susceptibilité des formations identifiées, mais aussi de la probabilité d’occurrence du phénomène. Cette dernière a été évaluée à partir du recensement des sinistres en calculant, pour chaque formation sélectionnée, une densité de sinistres, rapportée à la surface d’affleurement réellement bâtie, afin de permettre des comparaisons fiables entre les formations. Toutefois, dans le département de la Haute-Savoie, compte tenu du nombre important de formations pour lesquelles la densité de sinistre n’était pas significative, et dans le but de garantir un traitement homogène des formations argileuses au sein du département, cette densité de sinistres n’a pas été prise en compte.

Sur cette carte, les zones d’affleurement des formations à dominante argileuse ou marneuse sont caractérisées par deux niveaux d’aléa (moyen et faible), aucune zone n’ayant été classée en aléa fort, par comparaison avec les cartes d’aléa établies selon la même méthodologie dans d’autres départements. Leur répartition est la suivante :

- 7,9 % de la superficie départementale est ainsi classée en aléa moyen ;

- 63,8 % sont caractérisés par un aléa faible ;

- 28,3 % de la surface correspond à des zones a priori non concernées par le phénomène.

Il n'est toutefois pas exclu que, sur ces derniers secteurs considérés comme a priori épargnés par le phénomène, se trouvent localement des zones argileuses d’extension limitée, notamment dues à l’altération localisée des calcaires ou à des lentilles argileuses non cartographiées, et susceptibles de provoquer des sinistres.

Cette carte d'aléa retrait-gonflement des sols argileux du département de la Haute-Savoie, dont l’échelle de validité est le 1/50 000, pourra servir de base à des actions d’information préventive dans les communes les plus touchées par le phénomène. Elle constitue également le préalable à l’élaboration de Plans de Prévention des Risques Naturels (PPRN), en vue d’attirer l’attention des constructeurs et maîtres d’ouvrages sur la nécessité de respecter certaines règles constructives préventives dans les zones soumises à l’aléa retrait-gonflement, en fonction du niveau de celui-ci. Cet outil réglementaire devra insister sur l'importance d’une étude géotechnique à la parcelle comme préalable à toute construction nouvelle dans les secteurs concernés par les formations géologiques argileuses, notamment en raison de la forte hétérogénéité des formations du département. A défaut, il conviendra de mettre en œuvre des règles constructives type par zones d’aléa, visant à réduire le risque de survenance de sinistres.



Sommaire

1. Introduction.............................................................................................................11

2. Méthodologie ..........................................................................................................13

2.1. FACTEURS INTERVENANT DANS LE RETRAIT-GONFLEMENT DES ARGILES ...........................................................................................................13 2.1.1. Facteurs de prédisposition .......................................................................14 2.1.2. Facteurs de déclenchement .....................................................................17

2.2. MÉTHODOLOGIE..............................................................................................18 2.2.1. Cartographie des formations argileuses ou marneuses ...........................19 2.2.2. Caractérisation lithologique, minéralogique et géotechnique des

formations.................................................................................................19 2.2.3. Examen des autres facteurs de prédisposition et de déclenchement ......20 2.2.4. Carte de susceptibilité ..............................................................................20 2.2.5. Recensement et localisation géographique des sinistres.........................20 2.2.6. Détermination des densités de sinistres...................................................21 2.2.7. Carte d’aléa ..............................................................................................21

3. Présentation du département de la Haute-Savoie ...............................................23

3.1. CADRE DÉPARTEMENTAL..............................................................................23 3.1.1. Contexte géographique ............................................................................23 3.1.2. Contexte géomorphologique ....................................................................24

3.2. CONTEXTE CLIMATIQUE ................................................................................25

3.3. CONTEXTE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL ..........................................................27 3.3.1. Les entités géologiques de la Haute-Savoie ............................................27 3.3.2. Histoire géologique de la Haute-Savoie ...................................................31

3.4. CONTEXTE HYDROGÉOLOGIQUE.................................................................33

4. Identification et cartographie des formations géologiques à composante argilo-marneuse......................................................................................................37

4.1. DOCUMENTS ET MÉTHODOLOGIE UTILISÉS...............................................37 4.1.1. Méthode utilisée .......................................................................................37 4.1.2. Établissement de la carte des formations argileuses au sens large........38



4.2. LITHOSTRATIGRAPHIE DES FORMATIONS ARGILEUSES AU SENS LARGE .............................................................................................................. 39 4.2.1. Formations quaternaires .......................................................................... 41 4.2.2. Formations tertiaires ................................................................................ 48 4.2.3. Formations secondaires........................................................................... 52

4.3. REMARQUES SUR LES FORMATIONS NON ARGILEUSES......................... 61

5. Caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique des formations retenues .................................................................................................................. 63

5.1. CRITÈRES DE HIÉRARCHISATION ................................................................ 63 5.1.1. Critères retenus........................................................................................ 63 5.1.2. Méthode de classification......................................................................... 63

5.2. CRITÈRE LITHOLOGIQUE............................................................................... 64 5.2.1. Définition du critère lithologique et barème.............................................. 64 5.2.2. Caractérisation lithologique...................................................................... 64

5.3. CRITÈRE MINÉRALOGIQUE ........................................................................... 65 5.3.1. Définition du critère minéralogique et barème ......................................... 65 5.3.2. Caractérisation minéralogique ................................................................. 66

5.4. CRITÈRE GÉOTECHNIQUE ............................................................................ 72 5.4.1. Définition du critère géotechnique et barème .......................................... 72 5.4.2. Teneur en eau (Wn) ................................................................................. 73 5.4.3. Indice de plasticité (Ip) ............................................................................. 74 5.4.4. Essais au bleu de méthylène (Vb) ........................................................... 75 5.4.5. Retrait linéaire (Rl) ................................................................................... 75 5.4.6. Coefficient de gonflement (Cg) ................................................................ 76 5.4.7. Caractérisation géotechnique .................................................................. 76

6. Élaboration de la carte de susceptibilité.............................................................. 79

6.1. DÉTERMINATION DU DEGRÉ DE SUSCEPTIBILITÉ..................................... 79

6.2. SYNTHÈSE ....................................................................................................... 80

6.3. CARTE DE SUSCEPTIBILITÉ .......................................................................... 81

7. Analyse de la sinistralité ....................................................................................... 83

7.1. RECONNAISSANCE DE L’ÉTAT DE CATASTROPHE NATURELLE.............. 83 7.1.1. Procédure de demande de reconnaissance de l’État de catastrophe

naturelle ................................................................................................... 83



7.1.2. Identification des communes reconnues CatNat dans la Haute-Savoie...84

7.2. COLLECTE DES DONNÉES DE SINISTRES...................................................85

7.3. ANALYSE DE LA SINISTRALITE DANS LE DEPARTEMENT .........................86 7.3.1. Périodes de sinistralité .............................................................................86 7.3.2. Répartition de la sinistralité ......................................................................87

7.4. FRÉQUENCE D’OCCURRENCE RAPPORTÉE A LA SURFACE BATIE........90 7.4.1. Détermination de la densité d’urbanisation par formation ........................90 7.4.2. Détermination du critère densité de sinistres ...........................................91

8. Carte d’aléa .............................................................................................................95

8.1. DÉTERMINATION DU NIVEAU D’ALÉA...........................................................95

8.2. CARTE D’ALÉA .................................................................................................98

9. Conclusion ............................................................................................................101

10. Bibliographie..................................................................................................103



Liste des illustrations

Illustration 1 – Schématisation de la dessiccation des sols argileux en période sèche .............. 13 Illustration 2 – Localisation du département de la Haute-Savoie en France............................... 23 Illustration 3 - Carte morphologique du département de la Haute-Savoie .................................. 24 Illustration 4 - Le département de la Haute-Savoie et ses principales communes (Image extraite du site internet www.1france.fr) ...................................................................................... 25 Illustration 5 - Normales climatiques pour la station de Sciez localisée en Haute-Savoie (Source : Météo-France).............................................................................................................. 26 Illustration 6 - Carte de synthèse géologique du département de la Haute-Savoie (Cagnard, 2008)........................................................................................................................... 29 Illustration 7 - Extrait de la carte géologique au 1/1 000 000 du département de la Haute-Savoie ............................................................................................................................... 30 Illustration 8 - Répartition des aquifères dans le département de la Haute-Savoie .................... 35 Illustration 9 - Tableau d'assemblage des cartes géologiques du département de la Haute-Savoie ............................................................................................................................... 38 Illustration 10 - Carte des formations argileuses et marneuses de la Haute-Savoie .................. 40 Illustration 11 - Répartition départementale des Colluvions diverses et éboulis ......................... 41 Illustration 12 - Répartition départementale des Limons de l'Arande.......................................... 42 Illustration 13 - Répartition départementale des Alluvions récentes ........................................... 43 Illustration 14 - Répartition départementale des Alluvions lacustres, tourbières et marais......... 44 Illustration 15 - Répartition départementale des Alluvions anciennes......................................... 45 Illustration 16 - Répartition départementale des Terrasses lémaniques ..................................... 46 Illustration 17 - Répartition départementale des Dépôts glaciaires argileux würmiens............... 47 Illustration 18 - Répartition départementale des Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm ........................................................................................................................................... 48 Illustration 19 - Répartition départementale des Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes ..................................................................................................................................... 49 Illustration 20 - Répartition départementale des Flysch marno-gréseux paléogènes ................. 50 Illustration 21 - Répartition départementale des Marnes du Lutétien – Rupélien ....................... 51 Illustration 22 - Répartition départementale des Grès et calcaires gréseux de l'Eocène............ 52 Illustration 23 - Répartition départementale des Calcaires argileux et marnes du Cénomanien – Lutétien................................................................................................................ 53 Illustration 24 - Répartition départementale des Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes.............................................................................................................................. 54 Illustration 25 - Répartition départementale des Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur .......................................................................................................................... 55



Illustration 26 - Répartition départementale des Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur...........................................................................................................................56 Illustration 27 - Répartition départementale des Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur .......................................................................................................................57 Illustration 28 - Répartition départementale des "Terres noires", Schistes marneux du Jurassique....................................................................................................................................58 Illustration 29 - Répartition départementale des Calcaires schisteux et marnes du Lias ............59 Illustration 30 - Répartition départementale des Calcaires et calcaires argileux du Lias ............60 Illustration 31 - Répartition départementale des Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur ........................................................................................................................61 Illustration 32 - Hiérarchisation de la susceptibilité en fonction de la nature argileuse de la formation ..................................................................................................................................64 Illustration 33 – Notes lithologiques des formations argileuses retenues....................................65 Illustration 34 - Hiérarchisation des formations en fonction du pourcentage de minéraux gonflants.......................................................................................................................................66 Illustration 35 - Localisation des prélèvements pour l'analyse minéralogique.............................67 Illustration 36 - Données et notes minéralogiques des formations argileuses retenues .............72 Illustration 37 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction de l’indice de plasticité de la formation...........................................................................74 Illustration 38 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction de la valeur au bleu de méthylène de la formation ........................................................75 Illustration 39 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction du retrait linéaire de la formation....................................................................................75 Illustration 40 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction du coefficient de gonflement de la formation .................................................................76 Illustration 41 - Répartition du nombre de données géotechniques selon leur origine................77 Illustration 42 - Synthèse des données géotechniques recueillies ..............................................78 Illustration 43 - Barême d’attribution d’un niveau de susceptibilité d’une formation argileuse.......................................................................................................................................79 Illustration 44 - Susceptibilité des formations argileuses retenues..............................................80 Illustration 45 - Superficie des formations par niveau de susceptibilité .......................................81 Illustration 46 - Carte de susceptibilité au retrait-gonflement dans le département de la Haute-Savoie ...............................................................................................................................82 Illustration 47 - Arrêtés interministériels et occurrences ..............................................................85 Illustration 48 - Communes concernées par des arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle sécheresse et nombre de sinistres recensés et localisés.........................87 Illustration 49 - Répartition géologique des sinistres localisés ....................................................89 Illustration 50 - Carte des zones bâties sur le département de la Haute-Savoie (source : BD Topo IGN) ..............................................................................................................................91 Illustration 51 - Sinistralité et notes de densité de sinistres ........................................................93



Illustration 52 - Niveau d’aléa des formations ............................................................................. 96 Illustration 53 - Classement des formations en fonction de leur niveau d’aléa ........................... 97 Illustration 54 - Répartition des superficies par niveau d’aléa..................................................... 97 Illustration 55 - Carte départementale de l’aléa retrait-gonflement de la Haute-Savoie ............. 99

Liste des annexes

Annexe 1 - Rappels sur le mécanisme de retrait-gonflement des argiles................................. 111 Annexe 2 - Regroupement des formations harmonisées retenues pour chaque formation argileuse .................................................................................................................... 115 Annexe 3 - Sinistres localisés et communes reconnues en état de catastrophe naturelle ....... 131 Annexe 4 - Résultats d’analyses des 32 échantillons prélevés pour la minéralogie................. 137 Annexe 5 - Liste et coordonnées des bureaux d’étude ayant fourni des données géotechniques ........................................................................................................................... 159

Liste des cartes hors-textes (échelle 1/125 000)

Carte 1 – Carte départementale synthétique des formations argileuses et marneuses.

Carte 2 – Carte départementale de susceptibilité au retrait-gonflement des sols argileux.

Carte 3 – Carte départementale d’aléa retrait-gonflement des argiles.



1. Introduction

Les phénomènes de retrait-gonflement de certains sols argileux provoquent des tassements différentiels qui se manifestent par des désordres affectant principalement le bâti individuel. En France métropolitaine, ces phénomènes ont été mis en évidence à l'occasion de la sécheresse exceptionnelle de l'été 1976. Ils ont pris depuis une ampleur importante lors des périodes sèches des années 1989-91 et 1996-97 puis, plus récemment, au cours de l’été 2003.

Selon des critères mécaniques, les variations de volume du sol ou des formations lithologiques affleurantes à sub-affleurantes sont dues, d'une part, à l'interaction eau – solide, aux échelles microscopiques et macroscopiques, et, d'autre part, à la modification de l'état de contrainte en présence d'eau. Ces variations peuvent s'exprimer soit par un gonflement (augmentation de volume), soit par un retrait (réduction de volume). Elles sont spécifiques de certains matériaux argileux, en particulier ceux appartenant au groupe des smectites (dont fait partie la montmorillonite).

En climat tempéré, les argiles situées à faible profondeur sont souvent déconsolidées, humidifiées et ont partiellement épuisé leur potentiel de gonflement à l'état naturel. Mais elles sont dans un état éloigné de leur limite de retrait (teneur en eau à partir de laquelle toute diminution de cette teneur provoquera une fissuration du matériau argileux par dessiccation) et peuvent se rétracter si leur teneur en eau diminue de façon notable. Dans ce contexte, les sinistres surviennent donc surtout lorsqu'une période de sécheresse intense ou prolongée provoque l'apparition de pressions interstitielles négatives dans la tranche superficielle du sol, soumise à évapotranspiration, d’autant que les bâtiments de type maisons individuelles sont particulièrement vulnérables à des tassements différentiels sous leurs fondations.

La prise en compte, par les compagnies d’assurance, des sinistres liés à la sécheresse a été rendue possible par l'application de la loi n° 82-600 du 13 juillet 1982 relative à l'indemnisation des victimes de catastrophe naturelle. Depuis l'année 1989 (début d'application de cette procédure aux sinistres résultant de mouvements de terrain différentiels consécutifs à la sécheresse et la réhydratation des sols), environ 7 800 communes françaises, réparties dans 90 départements, ont été reconnues au moins une fois en état de catastrophe naturelle à ce titre. En septembre 2008, le coût des sinistres dus à la sécheresse, indemnisés en France entre 1989 et 2003 au titre du régime des catastrophes naturelles, a été évalué par la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) à 3,9 milliards d'euros, ce qui en fait la deuxième cause d’indemnisation, juste derrière les inondations.

La région Rhône-Alpes, bien qu’initialement relativement épargnée par ce phénomène, a connu au cours de l’été 2003 une forte occurrence de sinistres, en particulier en ce qui concerne l’Ain (46 occurrences de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle), la Rhône (41 occurrences) et la Loire (20 occurrences) ainsi que, dans une



moindre mesure, la Haute-Savoie, l’Isère et la Savoie (respectivement 13, 5 et 4 occurrences). A la date du 25 septembre 2009, 13 communes sur les 294 que compte le département de la Haute-Savoie ont ainsi été reconnues en état de catastrophe naturelle sécheresse pour la période du 1er juillet au 30 septembre 2003, soit un taux de sinistralité de 4,42 %.

Afin d'établir un constat scientifique objectif à l'échelle de tout le département et de disposer de documents de référence permettant une information préventive, le Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement durable et de la Mer (MEEDM) a souhaité réaliser une carte de l'aléa retrait-gonflement permettant de délimiter les zones les plus exposées au phénomène. Cette étude a été confiée au BRGM qui, dans le cadre de sa mission de service public sur les risques naturels, a élaboré une méthodologie de cartographie de l'aléa retrait-gonflement des argiles à l'échelle départementale. L'intérêt d'une telle étude est multiple :

- compréhension de la corrélation entre la nature géologique des terrains et la répartition statistique des sinistres, à l'échelle départementale, puis régionale quand tous les départements limitrophes seront étudiés ;

- élaboration d’un document de prévention, en matière d'aménagement du territoire, destiné à la fois à l’État (pour l'établissement ultérieur de Plans de Prévention des Risques prenant en compte l’aléa retrait-gonflement), aux communes, aux particuliers et surtout aux maîtres d'ouvrages et maîtres d’œuvres désireux de construire en zone sensible, afin qu'ils prennent, en connaissance de cause, les dispositions constructives qui s'imposent pour que le bâtiment ne soit pas affecté par des désordres ;

- élaboration d’un outil à l'usage des experts pour le diagnostic des futures déclarations de sinistres.

La présente étude a été réalisée par le service Risques naturels et sécurité du stockage en CO2 du BRGM (unité Risques de Mouvements de Terrain et Erosion), en collaboration avec le Service Géologique Régional Rhône-Alpes. Le financement en a été assuré à hauteur de 25 % par la dotation de service public du BRGM, le complément ayant été financé par le Fonds national de prévention des risques naturels majeurs, dans le cadre d’une convention de cofinancement signée avec la Direction Départementale de l’Equipement et de l’Agriculture (DDEA) de la Haute-Savoie le 4 octobre 2007.

Cette étude s’intègre dans un programme national de cartographie de l'aléa retrait-gonflement des sols argileux qui doit concerner à terme l’ensemble du territoire métropolitain.



2. Méthodologie

2.1. FACTEURS INTERVENANT DANS LE RETRAIT-GONFLEMENT DES ARGILES

Les phénomènes de retrait-gonflement sont dus pour l’essentiel à des variations de volume de formations argileuses sous l’effet de l’évolution de leur teneur en eau, comme rappelé en annexe 1 et schématisé sur l’illustration 1. Ces variations de volume se traduisent par des mouvements différentiels de terrain, susceptibles de provoquer des désordres au niveau du bâti.

Illustration 1 – Schématisation de la dessiccation des sols argileux en période sèche

Par définition, l'aléa retrait-gonflement est la probabilité d'occurrence spatiale et temporelle des conditions nécessaires à la réalisation d’un tel phénomène. Parmi les facteurs de causalité, on distingue classiquement des facteurs de prédisposition et des facteurs de déclenchement.

Les facteurs de prédisposition sont ceux dont la présence induit le phénomène de retrait-gonflement, mais ne suffit pas à elle seule à le déclencher. Ces facteurs sont fixes ou évoluent très lentement avec le temps. On distingue les facteurs internes, qui sont liés à la nature du sol, et des facteurs d'environnement qui caractérisent plutôt le



site. Les facteurs de prédisposition permanents conditionnent en fait la répartition spatiale du phénomène. Ils permettent de caractériser la susceptibilité du milieu vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement.

Les facteurs de déclenchement sont ceux dont la présence provoque le phénomène de retrait-gonflement, mais qui n'ont d'effet significatif que s'il existe des facteurs de prédisposition préalables. La connaissance des facteurs déclenchants permet de déterminer l'occurrence du phénomène (autrement dit l'aléa et non plus seulement la susceptibilité).

2.1.1. Facteurs de prédisposition

Nature du sol

La nature du sol constitue un facteur de prédisposition prédominant dans le mécanisme de retrait-gonflement : seules les formations géologiques présentant des minéraux argileux sont sujettes au phénomène et leur susceptibilité dépend de leur lithologie, de leur géométrie, de leur minéralogie et de leur comportement géotechnique.

La procédure d'étude de la nature du sol, basée sur l’exploitation des cartes géologiques à l’échelle 1/50 000 éditées par le BRGM, puis harmonisées à l’échelle du département, comporte un inventaire des formations affleurantes à sub-affleurantes, à composante argilo-marneuse, puis leur cartographie.

La majorité des dossiers consultés montre que les sinistres sont corrélés à la présence d’une formation argileuse ou marneuse bien définie, ce qui conforte le concept adopté. Cependant, il est important de signaler qu'une carte géologique en tant que telle ne suffit pas à déterminer la répartition des sols argileux sujets au retrait-gonflement. En effet, de telles cartes ne prennent pas toujours en compte les éventuelles transformations locales du sol (principalement sous l'effet de l'altération de la roche), et les différents faciès des formations les plus superficielles ne sont pas toujours cartographiés avec précision.

En particulier, dans le département de La Haute-Savoie, certaines formations principalement calcaires sont susceptibles de s’altérer localement sous l’effet de phénomènes de karstification qui peuvent se traduire par la présence en surface de poches argileuses généralement non identifiées sur les cartes géologiques, mais dont la seule présence suffit à expliquer certains sinistres ponctuels.

Concernant la nature des formations géologiques, les éléments qui influent sur la susceptibilité au retrait-gonflement sont en premier lieu la lithologie de la formation (c’est-à-dire principalement la proportion de matériau argileux, autrement dit d’éléments fins inférieurs à 2 µm).

La géométrie de la formation argileuse influe aussi sur la susceptibilité au retrait-gonflement : les effets du phénomène seront d’autant plus importants que la formation sera en position superficielle et que les niveaux argileux en son sein seront épais et



continus. Une alternance de niveaux argileux et de lits plus perméables (sableux, par exemple), sièges de circulations d’eau temporaires, constitue également une configuration défavorable, car à l’origine de fréquentes variations de teneur en eau dans les parties argileuses.

Un facteur prépondérant qui détermine le degré de susceptibilité d’une formation argileuse au phénomène de retrait-gonflement, est sa composition minéralogique. Une formation sera d’autant plus susceptible au phénomène que sa fraction argileuse (au sens granulométrique) contiendra une forte proportion de minéraux argileux dits "gonflants". En effet, certains minéraux argileux présentent, par rapport à d’autres, une aptitude nettement supérieure vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement. Il s'agit essentiellement des smectites (dont font partie les montmorillonites), de certains minéraux argileux interstratifiés, de la vermiculite et de certaines chlorites.

Cette composition minéralogique dépend étroitement des conditions de dépôt et d’évolution diagénétique (ensemble des processus qui affectent un dépôt sédimentaire initial pour le transformer en roche). On peut donc approcher cette connaissance par une reconstitution des conditions paléogéographiques ayant présidé à la mise en place des différentes formations (dépôt sédimentaire initial). De façon plus quantitative, mais dont la valeur n’est que ponctuelle, la connaissance de la composition minéralogique d'une formation argileuse se détermine directement par des analyses diffractométriques aux rayons X. On peut enfin caractériser, par des essais géotechniques en laboratoire, l’aptitude du matériau à absorber de l’eau, voire mesurer directement sa capacité de retrait ou de gonflement. Ces deux dernières approches (caractérisation minéralogique et évaluation du comportement géotechnique du matériau) présentent l'avantage majeur de fournir des résultats quantitatifs rigoureux, mais exigent un grand nombre de mesures pour caractériser de manière statistique le comportement de chacune des formations qui peuvent être par nature hétérogènes.

Contexte hydrogéologique

Parmi les facteurs de prédisposition, les conditions hydrogéologiques constituent un des facteurs environnementaux régissant les conditions hydrauliques in situ. Or la présence d'une nappe phréatique rend plus complexe le phénomène de retrait-gonflement. En effet, les conditions hydrauliques in situ (teneur en eau et degré de saturation) varient dans le temps non seulement en fonction de l’évapotranspiration (dont l’action est prépondérante sur une tranche très superficielle de l’ordre de 1 à 2 m d’épaisseur) mais aussi en fonction des fluctuations de la nappe éventuelle (dont l’action devient prépondérante en profondeur).

La présence d’une nappe permanente à faible profondeur permet généralement d’éviter la dessiccation de la tranche superficielle de sol. Inversement, un rabattement de cette nappe (sous l’effet de pompages ou d’un abaissement généralisé du niveau), ou le tarissement naturel des circulations d’eau superficielles en période de sécheresse, aggrave la dessiccation de la tranche de sol soumise à l’évaporation. Ainsi, dans le cas d'une formation argileuse surmontant une couche sablo-graveleuse, un éventuel dénoyage de cette dernière provoque l'arrêt des remontées capillaires dans le terrain argileux et contribue à sa dessiccation.



Géomorphologie

La topographie constitue un facteur permanent de prédisposition et d'environnement qui peut conditionner la répartition spatiale du phénomène de retrait-gonflement.

La présence d'une pente favorise le ruissellement et le drainage par phénomène gravitaire, tandis qu'une morphologie plate sera d'avantage susceptible de recueillir des eaux stagnantes qui ralentiront la dessiccation du sol. Par ailleurs, un terrain en pente exposé au sud sera plus sensible à l'évaporation du fait de l'ensoleillement, qu'un terrain plat ou exposé différemment. En outre, les formations argileuses et marneuses qui affleurent sur le flanc des vallées peuvent occasionner, localement, un fluage lent du versant et la formation de loupes argileuses. Ce phénomène vient s'additionner aux désordres consécutifs à la seule dessiccation du sol.

D'autre part, il arrive souvent qu'une maison construite sur un terrain en pente soit plus sujette au problème de retrait-gonflement, en raison d'une dissymétrie des fondations lorsque celles-ci sont ancrées à une cote identique à l’amont et à l'aval. Le bâtiment se trouve alors enterré plus profondément du côté amont. De ce fait, les fondations situées à l'aval, étant en position plus superficielle, seront davantage sensibles aux variations de teneur en eau du sol. Cet effet est même parfois renforcé par une différence de nature du sol situé à la base des formations amont et aval, la couche d’altération superficielle suivant généralement plus ou moins la topographie.

Par ailleurs, les zones de plateau ont pu être soumises à des phénomènes de karstification qui se traduisent par l’existence de cavités karstiques formées aux dépens de formations calcaires et remplies d’argiles de décalcification sujettes au phénomène de retrait-gonflement.

Végétation

Il est avéré que la présence de végétation arborée à proximité d’une maison peut constituer un facteur déclenchant du phénomène de retrait-gonflement, même s’il n’est souvent qu’un facteur aggravant de prédisposition. En effet, les racines soutirent par succion (mécanisme d'osmose) l'eau du sol. Cette succion crée un gradient de la teneur en eau du sol, qui peut se traduire par un tassement localisé du sol autour de l'arbre. Si la distance au bâtiment n'est pas suffisante, cela entraînera des désordres dans les fondations. On considère en général que l'influence d'un arbre adulte se fait sentir jusqu'à une distance égale à une fois voire une fois et demie sa hauteur, mais ceci est variable selon les espèces arborées.

Il est à noter que les racines seront naturellement incitées à se développer en direction de la maison, puisque celle-ci s'oppose à l'évaporation et qu'elle maintient donc une zone de sol plus humide sous sa surface. Contrairement au processus d'évaporation, qui affecte surtout la tranche superficielle des deux premiers mètres, les racines d'arbres peuvent avoir une influence jusqu'à 4 voire 5 m de profondeur. Le phénomène sera d'autant plus important que l'arbre est en pleine croissance et qu'il a, de ce fait, davantage besoin d'eau.



Ainsi, on considère qu'un peuplier ou un saule adulte peut absorber jusqu’à 300 litres d'eau par jour en été (Habib, 1992). En France, les arbres considérés comme les plus dangereux du fait de leur influence sur les phénomènes de retrait seraient les chênes, les peupliers, les saules, les cyprès et les cèdres. Des massifs de buissons ou d'arbustes situés près des façades (et notamment la vigne vierge) peuvent cependant aussi causer des dégâts.

Défauts de construction

Ce facteur de prédisposition, dont l’existence peut être révélée à l’occasion d’une sécheresse exceptionnelle, se traduit par la survenance ou l’aggravation des désordres. L’importance de ce facteur avait déjà été mise en évidence par les études menées en 1990 par l’Agence Qualité Construction et en 1991 par le CEBTP, lesquelles montraient que la plupart des sinistres concernaient des maisons individuelles dépourvues de chaînage horizontal et fondées sur semelles continues peu ou non armées et peu profondes (de 40 à 80 cm).

L’examen de dossiers d’expertises réalisées en Franche Comté confirme que de nombreuses maisons déclarées sinistrées présentent des défauts de conception ou de réalisation des fondations (souvent trop superficielles, hétérogènes ou fondées dans des niveaux différents) et il est probable que des fondations réalisées dans les règles de l’art auraient pu, dans de tels cas, suffire à limiter fortement, voire à éviter l’apparition de ces désordres. Cependant, l’examen des dossiers de sinistres montre que des constructions fondées sur semelles ancrées à plus de 0,80 m d’épaisseur ont aussi été affectées par le phénomène, en particulier lorsque des arbres sont plantés trop près des bâtiments. Par ailleurs, il est à noter que les désordres ne se limitent pas aux maisons récentes, mais concernent aussi des bâtiments anciens qui semblaient avoir été épargnés jusque là.

2.1.2. Facteurs de déclenchement

Phénomènes climatiques

Les phénomènes météorologiques exceptionnels constituent le principal facteur de déclenchement du phénomène de retrait-gonflement. Les variations de teneur en eau du sol sont dues à des variations climatiques saisonnières. La profondeur de terrain affectée par les variations saisonnières de teneur en eau ne dépasse guère 1 à 2 m en climat tempéré, mais peut atteindre 3 à 5 m lors d'une sécheresse exceptionnelle, ou dans un environnement défavorable (végétation proche).

Les deux paramètres importants sont les précipitations et l'évapotranspiration. En l'absence de nappe phréatique, ces deux paramètres contrôlent en effet les variations de teneur en eau dans la tranche superficielle des sols. L'évapotranspiration est la somme de l'évaporation (liée aux conditions de température, de vent et d'ensoleillement) et de la transpiration (eau absorbée par la végétation). Ce paramètre est mesuré dans certaines stations météorologiques mais sa répartition spatiale est difficile à appréhender car sa valeur dépend étroitement des conditions locales de



végétation. On raisonne en général sur les hauteurs de pluies efficaces qui correspondent aux précipitations diminuées de l'évapotranspiration.

Malheureusement, il est difficile de relier la répartition, dans le temps, des hauteurs de pluies efficaces avec l'évolution des teneurs en eau dans le sol (Vincent et al., 2007). On observe évidemment qu'après une période de sécheresse prolongée la teneur en eau dans la tranche superficielle de sol a tendance à diminuer, et ceci d'autant plus que cette période se prolonge. On peut établir des bilans hydriques en prenant en compte la quantité d'eau réellement infiltrée, ce qui suppose d'estimer, non seulement l'évapotranspiration, mais aussi le ruissellement. Mais toute la difficulté est de connaître la réserve utile des sols, c'est-à-dire leur capacité d'emmagasiner de l'eau et de la restituer ensuite (par évaporation ou en la transférant à la végétation par son système racinaire). Le volume de cette réserve utile n’est généralement connu que ponctuellement et l’état de son remplissage ne peut être estimé que moyennant certaines hypothèses (on considère généralement qu’elle est pleine en fin d’hiver), ce qui rend extrêmement délicate toute analyse de ce paramètre à une échelle départementale. Un autre paramètre difficile à estimer de façon systématique est le volume d’eau transféré de la zone non saturée à la nappe phréatique, ainsi que le rythme de ce transfert.

Facteurs anthropiques

Il s’agit de facteurs de déclenchement qui ne sont pas liés à un phénomène climatique, par nature imprévisible, mais à une action humaine. En effet, les travaux d'aménagement, en modifiant la répartition des écoulements superficiels et souterrains, ainsi que les possibilités d'évaporation naturelle, sont susceptibles d’entraîner des modifications dans l'évolution des teneurs en eau de la tranche superficielle de sol. En particulier, des travaux de drainage réalisés à proximité immédiate d’une maison peuvent provoquer des mouvements différentiels du terrain dans le voisinage.

Inversement, une fuite dans un réseau enterré ou une infiltration des eaux pluviales en pied de façade peut entraîner un mouvement consécutif à un gonflement des argiles. Ainsi, il convient de signaler que des fuites de canalisations enterrées, souvent consécutives à un défaut de conception et/ou de réalisation, notamment au niveau du raccordement avec le bâti, constituent une source fréquente de sinistres. Une étude statistique récente (Vincent et al., 2006), conduite par le CEBTP-Solen à partir d’un échantillon de 994 maisons sinistrées a ainsi montré que ce facteur pouvait être mis en cause dans près d’un tiers des cas étudiés.

Par ailleurs, la présence de sources de chaleur en sous-sol (four ou chaudière) près d’un mur mal isolé peut, dans certains cas, aggraver voire déclencher la dessiccation du sol à proximité et entraîner l'apparition de désordres localisés.

2.2. MÉTHODOLOGIE

La méthodologie de cartographie de l’aléa développée par le BRGM a été mise au point à partir d’études similaires menées d’abord dans le département des Alpes de Haute-Provence (Chassagneux et al., 1995 ; Chassagneux et al., 1996) et des Deux-



Sèvres (Vincent et al., 1998), puis dans l’Essonne (Prian et al., 2000) et en Seine-Saint-Denis (Donsimoni et al., 2001). Elle a été validée par le Ministère en charge de l’environnement et est désormais appliquée dans le cadre d’un programme qui concernera a terme l’ensemble du territoire métropolitain (Vincent et al., 2008), ce qui permettra d’obtenir des résultats homogènes au niveau national. Les départements voisins de l’Ain (Bayle, 2009) et de la Savoie (Elineau, Méjean, Logeais, Saint-Martin, Blondin, 2009) sont actuellement en cours de cartographie de l’aléa, suivant la même méthodologie.

2.2.1. Cartographie des formations argileuses ou marneuses

La cartographie des formations argileuses et marneuses du département a été réalisée à partir des cartes géologiques éditées par le BRGM à l’échelle 1/50 000 et qui avaient fait l’objet d’un travail d’harmonisation préalable afin d’établir une carte géologique départementale harmonisée (Cagnard, 2008). Ont également été prises en compte des coupes de forage de la Banque des données du Sous-Sol (BSS) gérée par le BRGM, complétées et actualisées par quelques données ponctuelles issues des rapports d'expertise de sinistres ou d’études géotechniques locales.

Pour cela, toutes les formations argileuses ou marneuses du département, y compris les formations superficielles d’extension locale, ont été inventoriées puis cartographiées. Des regroupements ont été réalisés dans une seconde étape, en considérant que des natures lithologiques voisines laissaient supposer des comportements semblables vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement. Cela a permis d’aboutir à la carte départementale synthétique des formations argileuses au sens large. Cette cartographie a été réalisée à l'échelle 1/50 000 (qui correspond donc à l’échelle de validité de la donnée brute), numérisée, puis synthétisée et présentée hors-texte à l’échelle 1/125 000.

2.2.2. Caractérisation lithologique, minéralogique et géotechnique des formations

L’étude des formations argileuses retenues a amené à qualifier, pour chacune d’entre elles, la proportion de matériau argileux présent dans la formation, ce qui constitue sa caractérisation lithologique.

L’analyse des notices des cartes géologiques, complétée par une revue bibliographique et des analyses spécifiques, a permis de définir les caractéristiques minéralogiques des formations retenues, et en particulier de répertorier la présence et la proportion des minéraux gonflants (smectites, interstratifiés…) dans la fraction argileuse.

La caractérisation du comportement géotechnique des formations argileuses du département a été essentiellement établie sur la base du dépouillement et de la synthèse de résultats d’analyses réalisées par plusieurs bureaux d’études dans différents cadres (projets de construction ou d’aménagement, études post-sinistres…), ainsi que par le Centre d’Étude Technique de l’Équipement de Lyon.



Pour les formations géologiques qui s’étendent au delà du département et pour lesquelles les données sont rares, nous avons repris les caractéristiques recueillies lors de l’établissement de la carte d’aléa des départements voisins.

2.2.3. Examen des autres facteurs de prédisposition et de déclenchement

Les facteurs ponctuels de prédisposition ou de déclenchement que sont notamment la végétation arborée, les actions anthropiques ou les défauts de construction, n’ont pas été pris en compte dans la mesure où leur impact est purement local et ne peut être cartographié à une échelle départementale.

L’analyse des conditions météorologiques et de la répartition spatiale des déficits pluviométriques n’est pas apparue non plus comme un élément discriminant à l’échelle du département. Ce critère n’a donc pas été pris en compte dans l’élaboration de la carte départementale de l’aléa.

Le contexte hydrogéologique a fait l’objet d’une analyse spécifique sur la base d’éléments issus des notices de cartes géologiques et de rapports du BRGM sur le sujet. L’influence des nappes est cependant difficile à mettre en évidence à une échelle départementale dans la mesure où elle dépend souvent de conditions très locales. C’est pourquoi, ce critère n’a pas non plus été retenu dans l’élaboration de la carte départementale de l’aléa.

Enfin, le facteur géomorphologique n’a pas été non plus pris en compte dans la cartographie, même s’il s’agit d’un élément pouvant conditionner la survenance d’un sinistre, dans la mesure où des défauts de réalisation et de conception de fondations sont plus fréquents sur des terrains en pente et s’ajoutent à de fortes variations de teneur en eau entre l’aval et l’amont de la construction. Ainsi, il a été jugé préférable d’établir la cartographie en partant des contours des formations lithologiques plutôt que de se baser sur un découpage en unités géomorphologiques homogènes.

2.2.4. Carte de susceptibilité

En définitive, la carte départementale de susceptibilité au retrait-gonflement a été établie à partir de la carte synthétique des formations argileuses et marneuses du département, après évaluation du degré de sensibilité de ces formations. Les critères utilisés pour établir cette hiérarchisation sont les caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique de ces formations.

2.2.5. Recensement et localisation géographique des sinistres

Afin d’établir la cartographie de l’aléa retrait-gonflement (qui correspond, rappelons-le, à la probabilité d’occurrence du phénomène), la carte départementale de susceptibilité au retrait-gonflement a été corrigée en prenant également en compte la sinistralité observée à ce jour pour chacune des formations identifiées comme potentiellement sujettes au phénomène.



Pour ce faire, un recensement des sinistres imputés à la sécheresse a été effectué auprès de l’ensemble des communes du département. Ce sont 36 sites de sinistres qui ont été localisés sur les cartes topographiques de l’IGN à l’échelle 1/25 000. Ils sont répartis dans 19 communes (dont 11 ayant déjà fait l’objet d’une reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle) et l’échantillon peut donc être considéré comme représentatif de l’occurrence spatiale du phénomène dans le département de La Haute-Savoie.

2.2.6. Détermination des densités de sinistres

Pour chacun des sinistres recensés, la nature de la formation géologique affectée a été déterminée par superposition avec la carte des formations argileuses et marneuses du département. Ceci a permis de déterminer le nombre de sinistres recensés pour chacune des formations géologiques susceptibles et, par suite, de calculer une densité de sinistres par formation (en pondérant par la surface d’affleurement de chacune des formations, afin d’obtenir des chiffres comparables entre eux).

Dans un souci de rigueur et étant donnée la grande diversité du taux d’urbanisation d'un point à un autre du département, il est apparu nécessaire, conformément à la méthodologie adoptée au niveau national, de pondérer ces densités de sinistres par la surface réellement bâtie de chacune des formations géologiques. Cette surface a été calculée à partir de la couche « bâti » de la BDTopo de l’IGN, mise à disposition par la DDEA de Haute-Saône dans le cadre de cette étude. Le phénomène de retrait-gonflement des sols argileux affectant essentiellement les structures légères correspondant aux habitations individuelles, il est d’ordinaire choisi d’exclure de ce calcul de surface les bâtiments industriels, agricoles et commerciaux, religieux, sportifs, administratifs ou de transport, ainsi que les châteaux et divers monuments. Au final, les seuls bâtiments devant être pris en compte dans le calcul sont ceux correspondant à la catégorie « autre » et à la nature « autre » de la BDTopo.

Ainsi, une hiérarchisation des formations géologiques argileuses et marneuses a été réalisée en fonction du taux de sinistralité ramené à 100 km2 de formation géologique réellement bâtie.

2.2.7. Carte d’aléa

La carte départementale d’aléa a été établie à partir des contours de la carte de synthèse des formations argileuses ou marneuses : la méthodologie prévoit que le niveau d’aléa vis à vis du phénomène de retrait-gonflement soit défini en croisant, pour chaque formation, la note de susceptibilité et la densité de sinistres ramenée à 100 km2 de formation urbanisée, en donnant toutefois un poids deux fois plus important à la susceptibilité. La carte obtenue est numérisée et son échelle de validité est le 1/50 000.



3. Présentation du département de la Haute-Savoie

3.1. CADRE DÉPARTEMENTAL

3.1.1. Contexte géographique

Le département de la Haute-Savoie (74) est situé au centre-est de la France (Illustration 2). D’un point de vue administratif, la Haute-Savoie fait partie de la région Rhône-Alpes qui comprend également les départements du Rhône (69), de la Loire (42), de l’Ardèche (07), de la Drôme (26), de l’Isère (38), de la Savoie (73) et de l’Ain (01). La Haute-Savoie est limitrophe des départements de l'Ain et de la Savoie, ainsi que de la Suisse et de l'Italie. Une partie de la frontière avec la Suisse est marquée par le lac Léman.

D’une superficie de 4 605 km² (données Cartesian MapInfo), le département est divisé en 294 communes, 34 cantons et 4 arrondissements. La Préfecture est la ville d’Annecy et les trois sous-préfectures sont les villes de Bonneville, Saint-Julien-en-Genevois et Thonon-les-Bains.

La Haute-Savoie comprend 696 255 habitants (Source : www.insee.fr au 25/09/09, recensement de 2006). Sa densité de population est de 151 hab./km², soit sensiblement supérieure à la moyenne nationale.

Illustration 2 – Localisation du département de la Haute-Savoie en France



3.1.2. Contexte géomorphologique D’ouest en est, on distingue 3 grandes régions naturelles (Illustration 3) :

• l’avant-pays d’une altitude moyenne de 1 000 m composé de chaînons calcaires et de plateaux molassiques ou morainiques (Albanais, Bassin des Usses, plaine de Saint-Julien, Bas-Faucigny, Bas-Chablais) ;

• les Préalpes d’une altitude moyenne de 1 200 m découpées en 5 secteurs : le Chablais, le massif entre l’Arve et le Giffre, le massif des Bornes, le massif des Aravis, le nord du massif des Bauges et du Semnoz ;

• les grandes Alpes avec le massif du Mont-Blanc, plus haut sommet d’Europe (4 808 m). On y rattache également le petit massif des aiguilles rouges qui lui fait face.

Le département comporte plusieurs lacs d’origine glaciaire dont les plus importants sont le lac Léman et le lac d’Annecy.

Illustration 3 - Carte morphologique du département de la Haute-Savoie

Le relief du département est déterminé par de grands ensembles géographiques tels que : le massif du Mont Blanc (massif cristallin au cœur duquel culmine le Mont Blanc



à 4 808 m), les chaînes sub-alpines (telles que les massifs des Aravis, des Bauges et des Bornes), les pré-alpes (Chablais) et l’avant-pays savoyard (Région du Genevois haut-savoyard, Albanais). L’altitude moyenne de ce département est de 1 160 m.

De grandes vallées s’articulent autour de ces reliefs parmi lesquelles la vallée de l’Arve (constituant un axe routier majeur de Genève au tunnel du Mont Blanc), la Cluse et le lac d’Annecy qui rejoint par Ugine et Albertville, les vallées de la Tarentaise et de la Maurienne.

Illustration 4 - Le département de la Haute-Savoie et ses principales communes (Image extraite du site internet www.1france.fr)

3.2. CONTEXTE CLIMATIQUE

Le climat du département est un climat subcontinental, avec une pluviométrie qui est globalement l’une des plus élevées de France.

En effet, de nombreuses perturbations océaniques se réactivent au contact des reliefs alpins.

De façon globale, le climat de la Savoie est montagnard, froid et neigeux en hiver, doux et orageux en été, pour l’essentiel du département. Toutefois, des différences de



climat sont à observer au sein du département, en fonction de l’altitude. Les importants dénivelés et les effets de versant donnent des pluviométries et des températures très variées, avec pour point commun des amplitudes thermiques marquées.

A Annecy, on relève des moyennes de + 1°C en janvier à + 20°C en juillet, tandis qu’à Chamonix les moyennes vont de - 3°C en janvier à + 16°C en juillet.

Quand à la pluviométrie, elle atteint de 100 à 150 cm/an dans le bassin d'Annecy, et de 150 à 200 cm/an sur les massifs occidentaux (Aravis-Faucigny-Chablais) qui protègent quelque peu le massif du Mont-Blanc (126 cm/an à Chamonix-Mont-Blanc).

Grâce au bon niveau pluviométrique et aux basses températures hivernales, l’enneigement du département est très bon, qualifié comme le meilleur de France (avec le Jura).

En plein hiver on trouve généralement la neige à partir de 500 à 1 000 m. Vers 2 000 m, elle persiste d'octobre-novembre à avril-mai. Au-dessus de 2 500 à 3 000 m se forment des glaciers.

Le graphique suivant illustre le climat observé à Sciez (station de Haute-Savoie à environ 400 m d’altitude) en terme de températures et de précipitations, sur une période de 15 ans.

Normales de températures et de précipitations mensuelles à Sciez, sur la période 1990 - 2005

0

5

10

15

20

25

Janv

ier

Févr

ier

Mar

s

Avr

il

Mai

Juin

Juill

et

Aoû

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Oct

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Nov

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e

Déc

embr

e

Température en °C

0

20

40

60

80

100

120Précipitation en mm

Pluvio Températures

Illustration 5 - Normales climatiques pour la station de Sciez localisée en Haute-Savoie (Source : Météo-France)

L’illustration 5 met bien en évidence l’amplitude thermique caractéristique de l’ensemble du département, ainsi que la pluviométrie plus ou moins constante sur l’année.



3.3. CONTEXTE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL

Les Alpes résultent de la collision continentale entre la paléomarge européenne et la paléomarge africaine suite à la fermeture liguro-piémontais (aux alentours du Crétacé supérieur). Cette collision entraina la formation d’un empilement d’un grand nombre de « nappes » par chevauchement sur l’avant pays européen. Deux failles majeures sont ainsi observables dans les Alpes occidentales (le chevauchement pennique et la ligne insubrienne) limitant les « zones internes » marquées par un fort métamorphisme lié à l’empilement de nappes durant l’épisode alpin. A l’ouest et à l’est de ces zones internes affleurent des formations regroupées sous les termes de « zone externe » (à l’ouest) et de « zone sub-alpine » (à l’est) peu marquées par le métamorphisme. Le département de la Haute-Savoie est situé à l’ouest du chevauchement pennique.

Les Alpes françaises sont caractérisées par des dépôts sédimentaires mis en place sur la paléomarge européenne. Ces dépôts sédimentaires sont variés selon leur période de mise en place, et différents domaines peuvent être distingués :

• le domaine liguro-piémontais constitué de fragments de croûte océanique (ophiolites) et de sédiments fins (calcschistes) ;

• un talus piémontais (raccordant fond océanique et continent européen) constitué de massifs de socle ancien et de sédiments marneux ;

• un seuil sous marin briançonnais constitué de sédiments carbonifères continentaux (houillers) et de massifs de socles anciens recouverts de sédiments carbonatés de hauts fonds (dolomies et calcaires) ;

• un sillon sub-briançonnais à sédimentation marine et plus marneuse ;

• le domaine ultra-helvétique constitué d’une couverture sédimentaire caractérisé par des faciès déposés dans en milieu marin profond ;

• le domaine dauphinois constitué de massifs cristallins externes ainsi que d’une couverture sédimentaire ;

• le domaine jurassien caractérisé par d’abondants sédiments de plateforme.

Ce sont ces roches sédimentaires appartenant aux différents domaines énumérés, que l’on retrouve en nappes et particulièrement dans le département de la Haute-Savoie où ces domaines se retrouvent tous superposés (Illustration 6).

3.3.1. Les entités géologiques de la Haute-Savoie Cinq grandes entités géologiques majeures, orientées selon un axe sud-ouest/nord-est, constituent le département de la Haute-Savoie.

• La partie occidentale du département constitue la plaine molassique du bassin Genevois correspondant à la terminaison sud du bassin molassique suisse (Illustrations 6 et 7). Cette plaine d’âge tertiaire est surtout composée de



conglomérats, de grès et de dépôts marneux ou calcaires provenant du démantèlement de la chaîne alpine. Les glaciations du Quaternaire, en particulier celles du Riss et du Würm, ont recouvert en grande partie le bassin molassique par des dépôts morainiques, fluvio-glaciaires et fluvio-lacustres plus ou moins épais et constitués de blocs, galets, graviers, sables, limons et argiles.

• Toujours dans la partie ouest de la Haute-Savoie, les chaînons calcaires jurassiens du Salève (1 375 m) et du Vuache-Chaumont (1 100 m) émergent au sein du bassin molassique. Ces chainons sont en fait de longs anticlinaux dont l’ossature est faite de calcaires du Jurassique supérieur et du Crétacé inférieur, séparés par des synclinaux molassiques formant localement des vallées (Illustrations 6 et 7).

• Au nord du département, le bassin molassique est chevauché par un empilement de nappes appelées Préalpes. On retrouve au front de ces nappes des lambeaux de molasse subalpine et des zones plus ou moins discontinues de flysch subalpin. Dans cette entité des Préalpes sont rattachés les massifs sédimentaires charriés du Chablais à structure calcaire datant du Jurassique et du Crétacé. Ce domaine préalpin du Chablais consiste en un empilement de nappes (charriées sur la zone dauphinoise) reposant au front de la chaîne alpine, entre l’Arve et le Rhône. Ces nappes se rattachent à la fois aux domaines piémontais et austro-alpin mais aussi aux domaines Briançonnais et Sub-Briançonnais et à la zone ultra-dauphinoise (Illustration 6). On retrouve donc la nappe du Gurnigel (origine liguro-piémontaise) constituée en grande partie de flysch ; la nappe des Préalpes médianes (origine briançonnaise) constituée de calcaires, schistes marneux et marnes ; la nappe de la Brèche (origine piémontaise) constituée de brèches à éléments carbonatés, de calcaires et de schistes marno-siliceux ; et les nappes supérieures des Préalpes (origine liguro-piémontaise) constituée de calcaires et de marnes siliceuses). On note également, plus au sud, la présence de klippes (constituées de matériel plus interne) telles que la klippe des Annes constituée de calcaires massifs ou argileux, de dolomies, pélites et quartzites ; et la klippe de Sulens constituée de deux nappes : la nappe supérieure (domaine sub-briançonnais) et la nappe inférieure (zone ultra-helvétique), et composée de calcaires, de schistes et de marnes (Illustration 6).



Illustration 6 - Carte de synthèse géologique du département de la Haute-Savoie (Cagnard, 2008)

• Au sud des Préalpes, sont situés les massifs dauphinois (chaînes subalpines) datant du Jurassique et du Crétacé et formées surtout de dépôts calcaires plissés. Ces massifs dauphinois comprennent les massifs des Bauges, des Semnoz, des Bornes, des Aravis et du Haut-Giffre (Sixt-Platé) (Illustration 7). Ces massifs sont caractérisés par de grands plis dont les axes sont parallèles à la direction du front des massifs cristallins externes situés plus à l’est de la Haute-Savoie. Les chaînes subalpines sont constituées de gypses, dolomies et argilites du Trias, de successions marno-calcaires du Jurassique et du Crétacé et de flyschs (alternances de grès, d’argilites et de conglomérats) de l’Eocène-Oligocène.

ZD : Zone Dauphinoise ; ZUH : Zone Ultra-Helvétique ; ZB : Zone Briançonnaise ; ZSB : Zone Sub-Briançonnaise ; ZLP : Zone Liguro-Piémontaise ; ZP : Zone Piémontaise ; ZDJ : Zone Jurassienne



Illustration 7 - Extrait de la carte géologique au 1/1 000 000 du département de la Haute-Savoie

• La partie orientale du département de la Haute-Savoie accueille les massifs cristallins externes avec le massif du Mont-Blanc en prolongement nord est du massif de Belledonne, séparé du massif des Aiguilles Rouges par un grand accident sud-ouest / nord-est (Illustrations 6 et 7). Le massif cristallin externe représente le socle anté-triasique de la zone dauphinoise (« socle anté-alpin exhumé » daté de 500 Ma et 300 Ma). Des roches magmatiques (granites, monzosyénites) et métamorphiques (gneiss, micaschistes) forment l’ossature. Localement, sur le pourtour du massif des Aiguilles Rouges (retombée occidentale du Brévent et de l’Aiguille de Promenaz ainsi que dans le nord du Prarion), on trouve des dépôts carbonifères (conglomérats, grès, argilites noires).



3.3.2. Histoire géologique de la Haute-Savoie

La formation géologique de la Haute-Savoie s’est faite selon deux périodes : la période antéalpine (Paléozoïque) et la période alpine (Mézozoïque-Actuel).

Période Antéalpine.

Fortement associée à l’épisode hercynien, la période antéalpine se résume en plusieurs étapes :

Du Cambrien au Silurien inférieur, un épisode extensif se développe contribuant à la mise en place d’un magmatisme intracontinental dans un socle gneissique.

Du Silurien supérieur au Carbonifère inférieur, un processus de subduction suivi d’une phase de collision continentale se met en place, ce qui provoque la mise en place de nappes, associés à un métamorphisme (éclogites, granulites, amphibolites et migmatisation).

Le Viséen est marquée par le développement de zones de cisaillement décrochantes et des zones mylonitiques au sein du socle gneissique créant la mise en place de granites syn-tectoniques. En surface, une série de schistes verts montre la reprise de la sédimentation.

Sous le Carbonifère supérieur et surtout dès le Westphalien supérieur, puis pendant le Permien, des bassins limniques intracontinentaux, où se déposent des sédiments continentaux, se mettent en place sous l’impact d’une nouvelle phase extensive. Ces bassins apparaissent sous la forme de petits grabens et sont encadrés par des zones de reliefs. L’érosion de ces reliefs apporte des sédiments qui se déposent dans les dépressions adjacentes.

La période antéalpine se termine par une pénéplanation générale.

Période Alpine

La période Alpine s’étale du Mésozoïque à l’Actuel :

Le Trias marque la poursuite de la phase extensive commencée à la fin du Paléozoïque et la mise en place d’une mer peu profonde apportant une sédimentation marine. Cette sédimentation se caractérise par des niveaux de grès, des dépôts lagunaires d’argilites, puis des calcaires dolomitiques, des dolomies et des intercalations de gypses. La fin du Trias est marquée par la fragmentation de la Pangée en plusieurs plaques lithosphériques.

Le Jurassique est marqué par l’apparition de failles normales délimitant des blocs basculés sur les marges continentales (grabens). Cette phase extensive aboutit à l’ouverture d’un océan. Un bassin delphino-helvétique se développe où l’accumulation des sédiments va être importante (plus de 1000 m). Ces dépôts sont à dominante d’argiles, de marnes et de calcaires argileux. C’est au Callovien -



Oxfordien, que les « Terres Noires » se développent suite à un épisode de confinement. Les influences continentales, toujours présentes, apportent des niveaux conglomératiques plus ou moins fins voire grossiers.

Le Crétacé est caractérisé par plusieurs événements. Du Kimméridgien au Valanginien, la sédimentation, toujours épaisse, est marquée par des glissements syn-sédimentaires sous marins (slumps, coulées boueuses…). Une progradation passagère au Berriasien supérieur - Valanginien se traduit par des intercalations de calcaires clairs à rudistes et polypiers au sein des marnes du Crétacé inférieur. A l’Hauterivien, la sédimentation devient plus siliceuse, détritique et glauconieuse. Puis, à l’Hauterivien supérieur - Barrémien inférieur, débute une grande propagation qui aboutit à l’installation de la plate-forme urgonienne. Cette plate-forme engendre l’annexion de la partie occidentale de l’ex bassin delphino-helvétique à la plate-forme jurassienne. L’unique partie restante en tant que bassin est qualifiée d’ultra-helvétique. Au cours de la période Aptien supérieur - Crétacé supérieur, une transgression augmente le niveau de la mer et entraine progressivement la disparition de la plate-forme urgonienne, noyée sous des dépôts détritiques de grès calcaréo-glauconieux. La fin de l’Aptien est marquée par une forte transgression marine qui apporte le surcreusement de gorges d’érosion sous-marines (remplis à l’Albien inférieur et moyen par des sables verts à nodules phosphatés) et le début d’une sédimentation phosphatée. Au Cénomanien inférieur, les dépôts évoluent vers des boues terrigènes à organismes planctoniques. Après une période de forte érosion sous-marine, la sédimentation apporte des calcaires pélagiques, puis des calcaires siliceux à spicules (Couches de Wang).

Le passage au Tertiaire est marqué par une émersion accompagnée d’une structuration importante (plissement), de karstification, et de dépôts pédologiques et fluvio-lacustres :

La période Eocène - Oligocène correspond à une transgression marine où des dépôts marins (Yprésien supérieur - Lutétien), peu profonds sont mis en place progressivement sur une surface d’érosion (calcaires à nummulites, calcaires lacustres fins). Une nouvelle phase érosive plus ou moins importante due à un processus de compression (subduction), entraine la disparition de ces dépôts et réduisent ceux du Crétacé supérieur. Une seconde transgression se fait du Bartonien à l’Oligocène basal, et apporte des dépôts fluvio-lacustres, marins peu profonds (calcaires à nummulites, algues, polypiers...), puis plus profonds (marnes à foraminifères planctoniques). Les dépôts deviennent plus détritiques et apportent des marnes gréso-micacées (de type flysch) qui vont combler progressivement le bassin. Dans les secteurs externes, le flysch passe à des molasses rouges lacustres du Chattien inférieur.

La période Oligocène - Néogène est marquée par la collision des marges continentales générant le développement de grandes nappes chevauchantes progressant vers l’Ouest. La structuration du département de la Haute-Savoie est acquise durant l’Oligocène inférieur à moyen. Cet empilement de nappes s’accompagne d’un plissement important de la couverture sédimentaire mésozoïque. Au Mio-Pliocène, le domaine est repris en compression et le plissement gagne toute la zone subalpine et jurassienne.



Glaciations quaternaires

Les dépôts glaciaires sont généralisés dans tout le département dont la géomorphologie actuelle est en partie due aux glaciations quaternaires. Deux grands types de glaciers ont envahi les vallées : les glaciers alpins (véhiculant des roches cristallines) et les glaciers locaux (véhiculant des produits locaux, calcaires). Deux grandes glaciations ont laissé des traces importantes dans tout le département : les glaciations du Riss et du Würm. L’ensemble des sédiments déposés au cours des différentes périodes décrites précédemment est en partie recouvert par les sédiments glaciaires et péri-glaciaires du Riss et du Würm (dépôts morainiques, fluvio-glaciaires et fluvio-lacustres : blocs, galets, graviers, sables, limons et argiles).

3.4. CONTEXTE HYDROGÉOLOGIQUE

Le contexte hydrogéologique est extrait de la synthèse réalisée par la DIREN (1981).

Dans le département de la Haute-Savoie, les différents terrains en place s’entremêlent et laissent apparaître plusieurs aquifères.

Ces systèmes aquifères sont représentés sur l’illustration 8 et peuvent être décrits de la manière suivante :

1, 2 et 3 – les formations superficielles en bordure sud du Lac Léman correspondent soit à des cônes d’éboulis et /ou de fluvioglaciaire récent, soit à la nappe superficielle dans les formations fluvioglaciaires ou glaciaires, perméable et généralement assez peu épaisse et discontinue.

4 et 5 – les vallées du Haut-Chablais concernent une nappe superficielle liée aux alluvions récentes des rivières et des aquifères plus profonds liés aux surcreusements glaciaires. Ces massifs calcaires donnent naissance à de grosses émergences karstiques et à de nombreuses sources d’éboulis.

6 – le plateau d’Evian se constitue de formations glaciaires et fluvioglaciaires dont l’épaisseur est considérable, occupées par un système aquifère très complexe avec des nappes superposées captives ou non, comportant des zones à circulation préférentielle.

7 – le plateau de Thonon-Draillant se compose de trois ensembles aquifères :

-un ensemble superficiel lié au système des terrasses de Thonon, alluvions fluvioglaciaires de 10 à 15 m de puissance ; -un ensemble moyennement profond ou superficiel avec une bonne couverture morainique. -un ensemble plus profond dont les caractéristiques se rapprochent des formations profondes de l’aquifère du plateau d’Evian.

8 – le bassin du Foron (Machilly, Ville la Grand, Cranves-Sales) présente des caractéristiques similaires à l’aquifère précédent, avec des épaisseurs de quaternaire importantes, pouvant aller jusqu’à 60 m.



9 – le delta de la Dranse est constitué par les alluvions de la Dranse sur une épaisseur qui dépasse localement 200 m. La nappe superficielle est constamment présente, en équilibre dynamique avec le lac (mais indépendante), tandis que la nappe profonde est plus ou moins en liaison avec les aquifères plus profonds des plateaux.

10 – la nappe supérieure de l’Arve de Chamonix à Sallanches se distingue par deux formations aquifères, les alluvions récentes avec des épaisseurs variant de 10 à 60 m et de bonnes perméabilités, et les alluvions anciennes et/ou les zones de surcreusement, les alluvions étant assez colmatées, sans pour cela exclure l’existence éventuelle des sillons de surcreusement avec des alluvions très perméables.

11 – la nappe de l’Arve moyenne et vallée du Giffre concerne des alluvions récentes avec une puissance de 10 à 20 m souvent très colmatées, et l’existence probable de sillon de surcreusement, où l’épaisseur des alluvions est comprise entre 80 et 120 m.

12 – les basses vallées de l’Arve et de la Menoge constituent la formation aquifère, la plus importante du département, avec trois unités dont les rôles hydrogéologiques sont différents :

-les alluvions récentes, actuelles ou subactuelles, -les formations glaciaires et/ou fluvioglaciaires anciennes ; -les sillons de surcreusement de l’Arve et de la Menoge, que localement en contact avec les niveaux fluvioglaciaires superficiels ou profonds.

13 – la nappe du Genevois constituée par les alluvions fluviatiles et fluvioglaciaires du Rhône et de l’Arve à l’amont de son confluent.

14 – la nappe d’accompagnement du Rhône (Arcine, Valleiry, Seyssel) correspond soit à des alluvions récentes du Rhône, soit à des formations fluvioglaciaires plus anciennes. L’épaisseur des graviers est de 40 à 50 m.

15 – la vallée des Usses est occupée par des alluvions essentiellement fluvioglaciaires et glaciaires. L’épaisseur des formations graveleuses est très variable mais généralement faible (environ 10 m) sur un substratum molassique ou glaciaire. A noter l’existence de surcreusement, mais les niveaux quaternaires sont souvent colmatés.

16 – la nappe du bassin du Fier occupe des terrains molassiques. Localement, ces terrains sont recouverts de formations glaciaires ou fluvioglaciaires dont l’épaisseur peut être considérable.

17 – les vallées du Laudon et de l’Eau Morte rive sud du Lac d’Annecy : dans les vallées de l’Ire et de l’Eau Morte, il s’agit de formations glaciaires et fluvioglaciaires présentant localement des zones surcreusées (secteur de St-Ferréol-Faverges), avec des épaisseurs souvent considérables (130 m à St-Ferréol) mais constituées d’une alternance de niveau graveleux et argileux donnant de mauvaises perméabilités. Quand aux alluvions fluvioglaciaires du Laudon, elles sont imbriquées dans un système de terrasses glaciaires liées au lac lui-même.

18 – la haute vallée de l’Arly concerne des formations fluvioglaciaires de l’Arly, formations à dominante graveleuse sur des épaisseurs de 20 à 30 m.



19 – le massif calcaire urgonien : Il s’agit des calcaires urgoniens (Crétacé supérieur) soit karstifiés, soit fracturés, qui donnent actuellement naissance à des sources.

Illustration 8 - Répartition des aquifères dans le département de la Haute-Savoie



4. Identification et cartographie des formations géologiques à composante argilo-marneuse

4.1. DOCUMENTS ET MÉTHODOLOGIE UTILISÉS

4.1.1. Méthode utilisée

L'objectif est de disposer d'une carte des formations géologiques à dominante argilo-marneuse du département de la Haute-Savoie, afin d’identifier les zones sensibles au retrait-gonflement.

La première étape a consisté à cartographier toutes les formations argilo-marneuses du département, y compris les formations superficielles d’extension locale, pour en dresser un inventaire et synthétiser les différentes cartes géologiques prises en compte. Des regroupements ont été réalisés dans une seconde étape, en considérant que des natures lithologiques voisines laissaient supposer des comportements semblables vis à vis du phénomène de retrait-gonflement. Cela a permis d’aboutir à la carte départementale synthétique des formations argileuses au sens large.

Cette cartographie a été réalisée à partir des cartes géologiques du BRGM à l’échelle 1/50 000, qui constituent la partie prépondérante des données de base prises en compte pour la réalisation de cette synthèse cartographique, et la carte départementale géologique harmonisée du département de la Haute-Savoie (Cagnard, 2008). Les cartes au 1/50 000, réalisées pour un grand nombre d’entre elles dans les années 70-90, avec une représentation répondant aux objectifs de l’époque, peuvent présenter localement des lacunes en ce qui concerne notamment les formations superficielles, et leur fiabilité ponctuelle est souvent limitée. Ces cartes ont été partiellement complétées par la consultation de la Banque des données du Sous-Sol (BSS) du Service Géologique Régional ainsi que d’études effectuées dans divers cadres, mais toutes les données disponibles n’ont pu être intégrées en raison de leur nombre très élevé. Cette cartographie a été réalisée à l'échelle 1/50 000 (qui correspond donc à l’échelle de validité de la donnée brute), numérisée, puis synthétisée.

L’assemblage (Illustration 9) des cartes géologiques couvrant le département comporte tout ou partie des 14 coupures suivantes : Douvaine (629), Thonon-Châtel (630), St-Julien-en-Genevois (653), Annemasse (654), Samoëns - Pas-de-Morgins (655), Seyssel (677), Annecy - Bonneville (678), Cluses (679), Chamonix (680), Rumilly (701), Annecy - Ugine (702), St-Gervais-les-Bains (703), Mont-Blanc (704), Albertville (726). Les références complètes de ces cartes sont présentées dans la partie 10 (références bibliographiques).



Illustration 9 - Tableau d'assemblage des cartes géologiques du département de la Haute-Savoie

A partir de ces cartes géologiques à l’échelle 1/50 000, harmonisées à l’échelle du département, nous avons identifié les formations argileuses et marneuses ainsi que toute formation pouvant renfermer des intercalations ou des lentilles argileuses ou marneuses significatives. Cette carte a pu être ponctuellement modifiée à partir de l’analyse des notices des cartes géologiques précitées ou de la prise en compte de données ponctuelles recueillies lors de l’étude.

4.1.2. Établissement de la carte des formations argileuses au sens large

Dans certains cas, les argiles ou marnes constituent la majeure partie de la formation retenue. C’est par exemple le cas des Marnes du Lutétien-Rupélien qui présentent un faciès marneux sur l’essentiel de leur épaisseur. Mais, dans la grande majorité des cas, les formations géologiques argileuses ou marneuses du département de la Haute-Savoie sont très hétérogènes. Il peut s’agir :



- soit de formations intrinsèquement hétérogènes, qui sont constituées d’un mélange de différents matériaux dont des argiles ou des marnes, mais également des éléments plus grossiers (limons, sables, graves…). L’argile est soit mélangée avec les autres constituants, soit présente sous forme de niveaux individualisés, séparés les uns des autres par des interlits non argileux, répartis selon une séquence complexe et qui peut présenter des variations spatiales. Dans ces conditions, il n’est pas possible, à l’échelle départementale, de distinguer précisément les zones contenant de l’argile de celles où elle est totalement absente, et l’ensemble de ces formations, par nature hétérogènes, a été considéré comme argileux ;

- soit de formations à la base très peu argileuses, mais qui, du fait de leur altération, présentent, en de nombreux secteurs, des faciès argileux, notamment dans les premiers mètres de sol. Aussi, il a été décidé en général de considérer l’ensemble de ces formations comme argileuses.

L’hétérogénéité de ces formations est prise en considération lors de la caractérisation de leur susceptibilité vis à vis du retrait-gonflement, notamment au travers de la note lithologique.

La carte des formations argileuses de la Haute-Savoie constitue finalement une représentation interprétée des zones potentiellement sujettes au phénomène de retrait-gonflement, en fonction des données actuellement disponibles au travers de la représentation cartographique des formations superficielles du département. Vingt-et-une formations sont finalement retenues sur cette carte.

4.2. LITHOSTRATIGRAPHIE DES FORMATIONS ARGILEUSES AU SENS LARGE

Ce chapitre dresse l’inventaire des formations géologiques argileuses du département de la Haute-Savoie retenues dans le cadre de cette étude et dont l’extension géographique est représentée sur la carte départementale synthétique des formations argilo-marneuses () également présentée en planche hors-texte à l’échelle 1/125 000. Cette carte a été obtenue d’après les regroupements expliqués dans la partie 4.1 et présentés en annexe 2.

Une brève description de ces formations en est présentée, dans l’ordre stratigraphique, depuis les plus récentes jusqu’aux plus anciennes. Cette description est basée principalement sur les notices des cartes géologiques à l’échelle 1/50 000.



Illustration 10 - Carte des formations argileuses et marneuses de la Haute-Savoie



4.2.1. Formations quaternaires

1. Colluvions diverses et éboulis [C-E] Principalement localisés dans la moitié nord du département sur une superficie de près de 100 km², ils regroupent également les glissements de terrains et coulées de boues. Cette formation, d’âge quaternaire, provient essentiellement de l’altération et du remaniement des formations sous-jacentes et de leur mélange avec des lessivats de pied de pente. Elle recouvre les dépressions et les basses pentes et implique la plupart du temps les moraines à matrice argileuse.

Les Colluvions diverses et éboulis se caractérisent par des limons plus ou moins sableux et argileux, des argiles, des graviers, des blocs, et des cailloutis. Sur les graviers fluvio-glaciaires des grandes dépressions telles que les plaines de Chens-sur-Léman, de Douvaine et de Veigy, ce sont des argiles colluvionnaires fines, bleues devenant beige par l’altération provenant du remplissage limono-argileux de dépressions Wurmiennes.

L’épaisseur de la formation est variable, généralement de quelques mètres au maximum.

Illustration 11 - Répartition départementale des Colluvions diverses et éboulis

2. Limons de l’Arande [OE] Il s'agit de limons essentiellement éoliens, avec un mélange colluvial (grossier) et palustre (argile, niveaux organiques) avec les zones sommitales holocènes.



Les Limons de l'Arande, présents dans les secteurs de Saint-Julien-en-Genevois et Collonges-sous-Salève et dont la superficie n’excède pas 2 km², colmatent en surface les chenaux fossiles de l’Arande et reposent sur les cailloutis fluvio-glaciaires sous-jacents.

Il s'agit de limons légèrement sableux, localement très sableux et argileux de teinte jaune-ocre à rougeâtre, à concrétions calcaires tendres disséminées et petits graviers localisés. Ils présentent deux niveaux organiques à 3,1 et 6,8 m de profondeur, à nodules de fer, rhizolites, pseudo-slumps1, charbons de bois et débris de mollusques.

L’épaisseur de l’ensemble est de l’ordre du décamètre.

Illustration 12 - Répartition départementale des Limons de l'Arande

3. Alluvions récentes [Fz] Les Alluvions récentes des lits mineurs et majeurs des cours d’eau sont datées de l’Holocène. Ils affleurent sur 224 km² du département. Ces dépôts occupent les fonds de vallées de l’ensemble du département. Leurs caractéristiques évoluent suivant les

1 Les slumps sont des formations sédimentaires qui ont été reprises par un phénomène sous-aquatique de glissement en masse de sédiments encore gorgés d’eau, et donnant naissance à des plis ou à des brèches intraformationnels.



cours d’eau mais d’un point de vue général, les alluvions sont composées d’argiles, limons, sables, graviers, galets, cailloutis et blocs. Localement, des argiles tourbeuses ont été signalées.

Les alluvions proviennent du démantèlement des moraines et des terrasses fluvio-glaciaires.

Dans cet ensemble, se retrouve également les formations de cônes de déjection caractérisés par des matériaux grossiers à l’amont et plus fins à l’aval.

Leur épaisseur est en moyenne de 5 m et peut varier de 2 à 10 m.

Illustration 13 - Répartition départementale des Alluvions récentes

4. Alluvions lacustres, tourbières et marais [L-T] La formation quaternaire des Alluvions lacustres, tourbières et marais rassemble tous les dépôts constamment saturés en eau tels que les tourbières, alluvions marécageuses, dépôts lacustres. D’une épaisseur dépassant rarement le mètre, ces dépôts sont constitués de limons, d’argiles, de tourbes, de craie lacustre, de graviers, sables et cailloutis.

On retrouve ces formations dans les dépressions morainiques (plateau du Vinzier) ou les anciens chenaux périglaciaires à substrats imperméables (Verrasson près Ley, les Plagnes sur le Malève, Sommant…).

Au niveau des hauts plateaux du massif des Bornes (plateaux de Cenise, Dran, Ablon, Pertuis, Champlaitier), colmatés par des terrains imperméables (flysch notamment), se forment des prairies marécageuses ou des tourbières véritables décimétriques compte tenu du climat ambiant.



D’extension relativement limitée, cette formation est présente sur tout le département sur 31 km² de surface, notamment au niveau d’une ancienne extension du lac d’Annecy.

Illustration 14 - Répartition départementale des Alluvions lacustres, tourbières et marais

5. Alluvions anciennes [Fx-y] Les Alluvions anciennes retenues ici parmi les formations argileuses, sont localisées dans les vallées de l’Arve, de la Ménoge, du Rhône et du Cheran et affleurent sur 10 km². Bien que constituées d’éléments plutôt grossiers (blocs, graviers, petits et gros cailloux), ces alluvions peuvent contenir localement des lentilles d’argiles ou de marnes.

Dans les secteurs d’Annemasse, Bonne et Arenthon (vallée de la Ménoge et de l’Arve), ces alluvions, d’âge quaternaire, reposent sur les Argiles glacio-lacustres.

Les Alluvions de Turnier sont liées au remaniement par l’Arve des formations grossières antérieures morainiques et glacio-lacustres qu’elle a traversé au cours de son enfoncement à partir du lac d’Arve.

L’épaisseur des alluvions varie entre 2 et 6 m en moyenne mais peut atteindre plus de 100 m dans le bassin de Bellegarde (Vallée du Rhône).



Illustration 15 - Répartition départementale des Alluvions anciennes

6. Terrasses lémaniques [FL] Situées au pourtour du lac Léman, les Terrasses lémaniques sont des dépôts fluvio-lacustres Würmien. D’épaisseur plurimétrique, cette formation se compose d’argiles, de sables et de limons avec localement des passées caillouteuses et graveleuses.

Les Terrasses lémaniques se retrouvent sur trois niveaux : 3, 10 et 30 m. La terrasse du niveau 3 m est constituée de sables, graviers et limons et s'observe à Excenevex, Bonnatray, Sechex, Anthy, et Thonon-les-Bains. Elle peut parfois être confondue à la bordure actuelle du lac Léman. La terrasse du niveau 10 m, plus ancienne, correspond à la transition tardi-würmien - Holocène. Ce niveau est formé de matériel graveleux et sableux (sables et graviers, argiles et limons). Le niveau de 10 m est présent sur tout le pourtour du lac surtout entre Yvoire et Thonon-les-Bains. La terrasse du niveau 30 m, glacio-lacustre tardi-würmien, composée de cailloutis, sables et limons, est peu visible et se rencontre uniquement sur quelques lambeaux (Excenevex, Corzent).

Ces terrasses affleurent sur près de 12 km².



Illustration 16 - Répartition départementale des Terrasses lémaniques

7. Dépôts glaciaires argileux würmiens [Fga] Avec plus de 31 % de la superficie départementale (1 385 km²), les Dépôts glaciaires argileux représentent la formation la plus représentée de la Haute-Savoie. On les retrouve essentiellement sur le plateau molassique des zones extra-alpines.

Provenant des anciens glaciers datés du Riss puis du Würm (glacier du Rhône, glacier du Jura…), ces dépôts sont le produit de chaque avancée glaciaire s’accompagnant de surcreusement (arrachage de blocs, de matériaux). La période de déglaciation marquée par le recul des glaciers, engendra l’apparition de lacs glaciaires, qui furent comblés par les matériaux glacio-lacustres de fond (argiles litées, silts, limons, sables), latéraux puis de surface (deltas graveleux). La formation des Dépôts glaciaires argileux rassemble surtout ces faciès de fond et présente un matériel essentiellement fins et argileux. Lors de la définition des formations argileuses, ces dépôts ont donc été séparés des Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires (FG) constitués de matériaux plus grossiers.

Lithologiquement, cette formation à dominante argileuse est constituée de matériaux fins (argiles litées, argiles bleues, argiles sableuses fines, sables, silts). Ces moraines à matrice argileuse peuvent aussi contenir des éléments plus grossiers (graviers, petits cailloux, galets, blocs).

L’épaisseur de cet ensemble est variable d'une vingtaine de mètres en moyenne.



Illustration 17 - Répartition départementale des Dépôts glaciaires argileux würmiens

8. Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm [FG] Les Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires ont la même origine que la formation précédente (FGa), mais se caractérisent par des moraines latérales et de surface de nature plus grossière et moins argileuse.

Beaucoup moins abondantes que les Dépôts glaciaires argileux, cette formation est localisée dans le massif du Mont Blanc, dans les vallées du Fier (Rumilly), des Usses (Frangy), de la Ménoge et de l’Arve (Annemasse, Bonneville, Saint-Gervais-les-Bains) et affleure sur 572 km².

Lithologiquement, les graviers, galets, cailloux et blocs dominent. Les argiles et les sables constituent la lithologie secondaire de la formation.

L’épaisseur peut aller jusqu’à une trentaine de mètres (28,2 m à Sergy).



Illustration 18 - Répartition départementale des Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm

4.2.2. Formations tertiaires

9. Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes [G1-m4 M] Les Molasses et marnes gréseuses de l’Oligo-miocène sont principalement localisées dans le bassin molassique à l'ouest du département sur 111 km².

Les principaux faciès constituant cet ensemble sont :

- les Molasses rouges d’eau douce et lacustres constituées de calcaires, de grès, de marnes bariolés et d’argile. Les grès, riches en éléments dolomitiques et pauvres en débris de jaspes rouges et verts, prédominent dans les 200 m inférieurs, les marnes sont plus souvent grises que rouges. Ce faciès d’âge rupélien-chattien, est localisé dans le bassin genevois, sur le plateau des Bornes et la région de Bonneville. Son épaisseur est comprise entre 250 et 1000 m ;

- les Grès de Bonneville (Rupélien inférieur), appelés parfois «Molasse grise» (ou bien "Molasse de Bonneville" ou "Flysch gréseux de Bonneville"), ont été définis dans les environs de Bonneville. Cette formation est constituée d'une série de bancs massifs quartzo-feldspathiques (environ 30 % de quartz) à ciment calcaire, d'épaisseur décimétrique à la base et métrique dans les parties moyenne et supérieure, à patine grisâtre, et séparés par des lits marno-gréseux souvent très charbonneux. Leur épaisseur est comprise entre 0 et 50 m ;

- des conglomérats à galets calcaires, des brèches, des grès, des calcaires marneux et des marnes claires datant de l’Oligocène supérieur ;



- des grès molassiques, glauconieux ou argileux à intercalations plus ou moins marneuses et souvent accompagnés de gypse, des marnes sableuses ou gypseuses et des molasses argileuses et gréseuses. L’épaisseur est souvent comprise entre 10 et 250 m. Elle peut atteindre localement 1000 m.

- les Marnes et grès bariolés, atteignant 1000 m d’épaisseur dans le chaînon de Salève, constitués essentiellement de marnes et de grès (faciès «molasse»), à l'aspect bigarré (couleur lie-de-vin prédominante), résulte d'une diagenèse précoce (pédogenèse).

Illustration 19 - Répartition départementale des Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes

10. Flysch marno-gréseux paléogène [eg1F] Cette formation de flysch paléogène à dominante marno-gréseuse, affleure, sur 64 km², dans les massifs des Bornes, des Bauges, et au niveau des Nappes du Gurnigel (série des Voirons) et de Sulens.

Lithologiquement, dans la Nappe du Gurnigel, la formation épaisse de 200 à 300 m, est composée de grès, de conglomérats, et de niveaux argilo-marneux à sa base.

Dans le massif des Bauges et des Bornes, les Flysch marno-gréseux paléogènes sont moins épais, généralement 100 à 200 m. Un faciès plus schisteux, le Flysch schisto-gréseux, apparait au sein des grès et des marnes, et se caractérise par une alternance de marnes grises ou beiges et de grès calcaires, micacés, à pâte brune.



Illustration 20 - Répartition départementale des Flysch marno-gréseux paléogènes

11. Marnes du Lutétien-Rupélien [e5-g1] Ces Marnes regroupent les formations des Marnes de Montauban, des Marnes à foraminifères et flysch indifférencié, des Marnes à foraminifères (marnes nummulitiques et marnes à Meletta), et des Marnes de Saxel. L’ensemble affleure sur 27 km² du département.

Les Marnes de Montauban sont des marnes grises, finement micacées, comportant de rares lits gréseux. Présentes dans le bassin molassique au pied du massif des Bornes, ces marnes du Rupélien ont une épaisseur comprise entre 100 et 150 m.

Les Marnes à foraminifères et flysch indifférencié de l’Oligocène inférieur sont des calcaires argileux très schisteux à patine gris bleuâtre, caractérisés par l'apparition massive de foraminifères planctoniques. Depuis quelques années, le terme de "Marnes à foraminifères" semble être adopté par la plupart des auteurs. Ces calcschistes sont entrecoupés de bancs décimétriques de matériel remanié sous forme de calcarénites bioclastiques, de microconglomérats, de conglomérats. Par augmentation de la teneur en argile et enrichissement des marnes en niveaux centimétriques de grès fins souvent micacés, on passe au faciès du Flysch marno-micacé. Le dernier est un ensemble schisto-gréseux de couleur brun-beige présentant des laminations parallèles typiques. L'épaisseur de la formation peut atteindre 300 m. Cet ensemble se localise dans la commune de Samoëns.

Les Marnes à foraminifères sont constituées par une série de bancs à joints mal définis généralement bioturbés et renfermant de nombreuses pistes d'animaux fouisseurs. Ce sont des calcaires argileux schistoïdes au sein desquels s'intercalent des niveaux très carbonatés, à patine gris bleuâtre à jaune-rouille. L'épaisseur des Marnes à



foraminifères est variable. Absentes dans la région du synclinal de Dessy, elles atteignent 25 m sur le plateau de Cenise et une cinquantaine de mètres dans la chaîne des Aravis. Les Marnes à Meletta apparaissent dès le flanc occidental du synclinal de Thônes. Ces marnes, à écailles de Clupea et à débris végétaux, se débitent en plaquettes fines et ont une patine brun foncé à gris-bleu sombre. Elles sont souvent finement gréseuses, un peu micacées et montrent parfois quelques grains de glauconie. Les Marnes nummulitiques se complètent avec les Marnes à Meletta qui surmontent les Marnes à foraminifères.

Les Marnes de Saxel sont des marnes grises, à patine beige ou brunâtre, coupées de petits bancs de grès. Leur épaisseur apparente dépasse largement les 1 000 m. Ces marnes sont datées du Lutétien supérieur-Bartonien et affleurent dans la zone liguro-piémontaise au niveau de la Nappe de Gurnigel.

Illustration 21 - Répartition départementale des Marnes du Lutétien – Rupélien

12. Grès et calcaires gréseux de l’Eocène [eg] Cette formation de 58 km² se localise surtout dans les Alpes externes. Elle se compose d'un ensemble très hétérogène essentiellement constitué de séries gréseuses et calcaréo-gréseuses.

Dans la partie externe des Bauges et des Bornes, ce sont des calcaires argileux, des schistes, des grès et des marnes qui prédominent. L’épaisseur n’excède pas 60 m.

L’épaisseur la plus importante de cet ensemble, s’observe dans les Grès de Taveyanne (Priabonien-Oligocène basal), où la formation atteint 500 m. Cette formation détritique se rencontre dans la partie orientale du domaine externe, au sud-



est de la faille de Balme (zone dépressionnaire d'Arâches, Plate oriental et Aravis). Il s'agit de grauwackes en bancs décimétriques, métriques, voire décamétriques, qui alternent avec des schistes argileux et gréseux, le plus souvent en passées décimétriques.

Dans la nappe de la Brèche, la formation se caractérise par une alternance de schistes argileux ou finement gréseux de couleur noire, verte ou rouge, des grès calcaires gris brun ou argilo-ferrugineux et des argiles silteuses. La base de la nappe, plus marneuse, contient des rognons de grès quartzitiques noirs ou vert foncé, glauconieux. L’épaisseur à ce niveau est comprise entre 10 et 70 m.

Illustration 22 - Répartition départementale des Grès et calcaires gréseux de l'Eocène

4.2.3. Formations secondaires

13. Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien [c1-e5] Cette formation du Crétacé supérieur regroupe les formations des Marno-calcaires et calcaires lithographiques de la Klippe de Sulens, les Calcaires argileux à spicules « Couches de Wang» et les Couches rouges. L’ensemble de la série représente 48 km².

La formation des Marno-calcaires et calcaires lithographiques, d’une épaisseur de 15 m dans la région de Guillon et du bassin de Montaubet, débute au Cénomanien par des alternances de calcaires argileux et marnes schistoïdes et se poursuit par des calcaires fins lithographiques à patine blanche.



Les Calcaires argileux à spicules sont caractérisés par des calcaires siliceux pouvant contenir des silex, des marnes et des calcaires argileux. L’épaisseur de cette formation est comprise entre 150 et 200 m.

Les Couches rouges constituent une série de calcaires argileux, à pâte fine, et de marnes, de couleur blanche, rose, rouge ou verdâtre. A la base de la série, le Cénomanien est représenté soit par des calcaires à silex, soit par des calcaires gris alternant avec des marnes sombres. Le Paléocène est plus argileux et plus détritique, de teinte rose ou rouge. Cette série apparaît sur toute la portion des Préalpes Médianes, bien qu'elle soit plus fréquemment visible dans le massif de la pointe des Brasses que dans ceux du Môle et de la pointe de Miribel. Elle peut aussi affleurer dans la Klippe de Sulens. Les épaisseurs varient considérablement d'une région à l'autre. Dans le massif de la pointe des Brasses, les Couches rouges atteignent 150 m de puissance au nord-est, alors qu'elles sont réduites à 20 ou 30 m au sud.

Illustration 23 - Répartition départementale des Calcaires argileux et marnes du Cénomanien – Lutétien

14. Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes [cF] Cet ensemble de Flysch gréso-marneux et flysch à Helminthoïdes du Crétacé (Albien à Maastrichtien), est représenté au nord-est du département dans la Nappe de Simme, aux alentours de Morzine, d'Abondance et des Gets. Cette formation se caractérise majoritairement par des alternances de grès, de marne, et de calcaire. On peut retrouver des schistes marno-silteux, des calcaires et des argiles siliceux, des conglomérats et des dolomies. Le Flysch à Helminthoïdes est une alternance de bancs mesurant 20 à 50 cm de marnes se débitant en grosses lamelles, de calcaires à patine claire, parfois couverts d'Helminthoïdes et de grès bruns à ciment calcaire.



L’épaisseur de cette formation est comprise entre 200 et 250 m et peut parfois atteindre 400 m. Sa superficie atteint 68 km².

Illustration 24 - Répartition départementale des Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes

15. Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur [n1-5A] Les Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur affleurent sur l’ensemble du département notamment dans les massifs des Bornes, des Aravis, et des Bauges, et dans les unités jurassiennes (Mont Salève, secteur ouest). Essentiellement d’âge Berriasien-Hauterivien, cette formation, assez semblable lithologiquement sur tout le territoire, est constituée majoritairement de calcaire argileux, de marno-calcaires, de marnes, de grès, de calcaires glauconieux, siliceux voire gréseux.

Les Marnes noires à ammonites du Valanginien localisées dans les Massifs de Plate, du Haut-Giffre et des Aravis correspondent à des marnes noires à ammonites et des marnes grises à patine jaune. Quelques bancs calcaréo-argileux peuvent s’intercaler. Dans le Haut-Gîffre, le niveau des marnes noires montre une partie très schisteuse, nervurée de petits bancs de calcaires argileux noirs à patine jaunâtre, dont l'épaisseur peut être appréciée à environ 100 m.

Par ailleurs, l’épaisseur de la formation peut atteindre plus de 250 m dans les Aravis.

L’épaisseur de l’ensemble est comprise entre 25 et 250 m et sa superficie atteint 187 km².



Illustration 25 - Répartition départementale des Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur

16. Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur [n1-6] Dans cet ensemble sont regroupés tous les calcaires du Crétacé inférieur moins argileux que ceux de la formation des Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur.

Ces calcaires à passées marneuses affleurent dans les mêmes secteurs que la formation précédente, sur 121 km², mais sont généralement moins épais, 50 m en moyenne à 100 m localement.



Illustration 26 - Répartition départementale des Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur

17. Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur [j1-6] D’une épaisseur variant de 0 à 300 m, ces Calcaires affleurent majoritairement dans le nord-est du département sur près de 64 km² de surface. Essentiellement caractérisé par des alternances de calcaires et de marnes, cet ensemble regroupe plusieurs faciès :

- Les Couches à Mytilus occupent la partie méridionale des Médianes. Vers le nord-ouest, elles se résument à un conglomérat charbonneux dont les éléments sont des silex liasiques. Ailleurs elles débutent par une alternance de marnes gris beige et de calcaires plus ou moins argileux (20 m). Vers le bas, la formation se poursuit par des schistes bruns et des calcaires grenus (0 à 30 m) ;

- Le Bajocien, fortement plissé, occupe les falaises inférieures entourant le cirque du Fond de la Combe (haut Giffre). L'épaisseur totale est évaluée à 200-250 m. Les calcaires du Bajocien inférieur, en bancs métriques, alternent régulièrement avec des marnes schisteuses. Ils sont fins, siliceux ou finement spathiques, à cassure sombre. Les calcaires du Bajocien supérieur, en bancs jointifs, sont plus franchement spathiques ou échinodermiques, parfois à gravillons dolomitiques (bréchoïdes).

- Les Couches de Vervine ou Dogger intermédiaire. Cette formation est particulière au synclinal Dent d'Oche - Chaumény. Dans l'ensemble, c'est une série de couleur brune, faite d'une alternance de calcaires détritiques oolithico-



spathiques à gravillons dolomitiques, en bancs de 20 à 80 cm, et de marnes brunes grenues. L'âge de cette formation va du Bajocien au Séquanien.

- La Formation du Staldengraben (25 à 180 m) est une alternance monotone de bancs de calcaires marneux ou gréso-graveleux, et de schistes marneux, plus ou moins calcaires. Les variations latérales d'épaisseur sont énormes car elle atteint 2000 m de puissance dans la partie interne des Préalpes médianes fribourgeoises (Suisse). Alors que sur la feuille Annemasse, elle est estimée à 40 m dans le Sud du massif de la pointe des Brasses et à 180 m dans la partie septentrionale du massif (cascade des Poses). Au Môle, aux environs de Cizon, la puissance de la formation oscille autour de 26 m.

- Les Calcaires terreux (80 à 90 m). Dans le Jura méridional, le Bathonien passe à des alternances mal définies de calcaires argileux et de marnes assez monotones. Ce sont des calcaires biodétritiques fins, gris-beige, un peu argileux, dont la stratification est soulignée par des interbancs mal délimités marneux à marno-calcaires.

Illustration 27 - Répartition départementale des Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur

18. «Terres noires», Schistes marneux du Jurassique [j2-5b] La formation des « Terres noires » (Callovien supérieur à Oxfordien supérieur) proprement dite est constituée de marnes noires schistosées, de calcschistes argileux et de schistes marneux sombres. Elle représente un peu moins de 110 km² de surface sur tout le département.



La formation des «Terres noires», Schistes marneux du Jurassique regroupe les formations de l’Aalénien à l’Oxfordien moyen qui présentent les mêmes similitudes de faciès que celui des « Terres noires ». Cette formation essentiellement présente dans la zone dauphinoise (Chaine des Aravis, Massif de Plate…), est généralement épaisse de plusieurs centaines de mètres (jusqu'à 300 m dans les Aravis). Outre les marnes noires schistosées, et les schistes marneux, l’ensemble est constitué de marno-calcaire (Klippe de Sulens, 80 m), de schistes argilo-siliceux noirs, de calcaires et parfois de grès fins à grossiers.

Les Schistes ardoisiers d'âge Callovien à Oxfordien moyen sont localisés exclusivement dans la Nappe de la Brèche (Morzine) et ont été rajoutés à cet ensemble. Cette formation d’une épaisseur comprise entre 150 et 300 m, correspond à des schistes calcaires ou marneux, à surfaces argileuses noires brillantes, d'aspect général terreux, irrégulièrement intercalée de lits parfois plus clairs de calcaires divers : argileux, spathiques, siliceux, gréseux.

Illustration 28 - Répartition départementale des "Terres noires", Schistes marneux du Jurassique

19. Calcaires schisteux et marnes du Lias [l1-j1] Ils sont situés dans le secteur est du département : Nappe des Préalpes médianes (Môle, Brasses, Méribel), Nappe de la Brèche, massifs des Aiguilles Rouges et du Mont Blanc, Klippe de Sulens et Klippe des Annes. D’une épaisseur pouvant varier de 0 à 400 m, cette formation comprend des calcaires spathiques, des calcaires siliceux, des calcaires à silex, des calcaires argileux, marneux voire glauconieux, des schistes noirs, des schistes carbonatés, des calcschistes et des marnes.



Cette formation affleure sur près de 88 km².

Illustration 29 - Répartition départementale des Calcaires schisteux et marnes du Lias

20. Calcaires et calcaires argileux du Lias [l1-3a_CA] Cette deuxième formation calcaire du Lias rassemblent les formations ne comportant pas ou très peu de schistes, et diffèrent donc de la première. L’épaisseur de l’ensemble est moins variable que celle des Calcaires schisteux et marnes du Lias, puisqu’elle oscille entre 20 et 150 m. Les Calcaires et calcaires argileux du Lias se retrouvent majoritairement dans la Nappe des Préalpes médianes (nord-est du département) et les Klippes de Sulens et des Annes. Lithologiquement, ce sont des calcaires oolithiques, lithographiques, argileux, des marnes, des grès glauconieux mais aussi des calcaires marneux, et des calcaires détritiques. La superficie de l’ensemble est de 19 km².



Illustration 30 - Répartition départementale des Calcaires et calcaires argileux du Lias

21. Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur [t5-7] Situées majoritairement dans le Chablais (Nappe des Préalpes médianes) sur 9 km² de superficie, les Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur rassemblent les formations du Trias comportant un caractère argileux non prédominant. Cet ensemble peut donc comporter des cargneules, des dolomies, des calcaires organiques détritiques ou dolomitiques accompagnés de marnes et d’argilites. Les argilites sont versicolores, gypseuses, bariolées rouges à violacées et souvent accompagnées de grès quartzitiques et de calcaires dolomitiques. Leur épaisseur est comprise entre 2 et 20 m dans la zone externe (Aiguilles Rouges, Cirque du Fer à Cheval) et entre 50 et 80 m dans la Nappe des Préalpes médianes.



Illustration 31 - Répartition départementale des Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur

Il ressort d’ores et déjà que l’extension des formations argileuses et marneuses est très importante sur le département () alors que la Haute-Savoie n’est pas particulièrement réputée pour sa très forte sensibilité au retrait-gonflement. Cela est en partie dû à la très importante extension géographique des Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm et des Dépôts glaciaires würmiens, couvrant à eux seuls 42 % de la superficie départementale et qui ne peuvent être raisonnablement exclus de la carte des formations argileuses.

4.3. REMARQUES SUR LES FORMATIONS NON ARGILEUSES Parmi les formations qui sont considérées comme non argileuses, certaines peuvent néanmoins contenir des lentilles ou des poches argileuses ou marneuses d’extension limitée. Elles n’ont pas été prises en compte à l’échelle de la cartographie départementale. Néanmoins, ces lentilles ou poches argileuses peuvent être localement à l’origine d’un certain nombre de sinistres, mais cela ne justifie pas qu’il faille considérer l’ensemble de la formation comme sujette au phénomène de retrait-gonflement.



5. Caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique des formations retenues

5.1. CRITÈRES DE HIÉRARCHISATION

5.1.1. Critères retenus

Les critères retenus pour l'élaboration de la carte de susceptibilité au phénomène de retrait-gonflement concernent la nature lithologique des formations affleurantes à sub-affleurantes, la minéralogie de leur phase argileuse et le comportement géotechnique du matériau. La carte de susceptibilité ainsi élaborée correspond donc à une hiérarchisation des formations géologiques identifiées, en prenant en compte uniquement ces trois critères.

En effet, d’autres critères de susceptibilité, tels que le contexte hydrogéologique, la topographie, la végétation ou le type de fondation du bâti, n'ont pas été pris en compte, la plupart de ces facteurs n'intervenant que de manière très locale et ne pouvant par conséquent être cartographiés à l’échelle départementale.

5.1.2. Méthode de classification

Rappelons que le document de base utilisé pour élaborer la carte de susceptibilité est la carte synthétique des formations argileuses et marneuses du département, laquelle a été établie en tenant compte essentiellement de la nature lithologique des formations.

La seconde étape de cette cartographie consiste à hiérarchiser les formations argileuses et marneuses ainsi identifiées, en fonction de leur plus ou moins grande susceptibilité vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement. Cette hiérarchisation est basée sur la prise en compte de caractéristiques quantifiables, estimées pour chacune des 21 formations sélectionnées :

- la nature lithologique des terrains constituant en majorité la formation ;

- la composition minéralogique de sa phase argileuse, évaluée à partir de la proportion de minéraux gonflants (smectites et interstratifiés) ;

- le comportement géotechnique du matériau, évalué à partir de la réactivité du sol vis à vis de l'eau, caractérisée par la valeur de bleu, et dans une moindre mesure par l'importance du retrait possible (mesures de retrait linéaire) en cas de dessèchement, ainsi que par l’étendue de son domaine plastique, évaluée par son indice de plasticité.

Dans le but d'obtenir un moyen pratique de hiérarchisation entre les différentes formations, la règle adoptée a consisté à utiliser des valeurs seuils, couramment admises dans la littérature, distinguant quatre degrés de susceptibilité (faible, moyenne, forte et très forte). Pour permettre la réalisation de calculs, les grandes classes lithologiques distinguées ont également été affectées d'une note. Pour les trois caractéristiques naturelles des terrains, cela permet d'attribuer une note de 1 à 4 à chacune des formations identifiées.

Les caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique des 21 formations sont successivement présentées dans les paragraphes suivants.



5.2. CRITÈRE LITHOLOGIQUE

5.2.1. Définition du critère lithologique et barème

Ce premier critère, de nature essentiellement qualitative, est utilisé pour caractériser la lithologie des matériaux dominants dans la formation. Il permet de distinguer les terrains essentiellement argileux, de ceux où l’argile est minoritaire. Ce critère intègre donc l’hétérogénéité des formations. L’épaisseur de la formation entre également en ligne de compte, puisque les formations argileuses peu épaisses présentent un potentiel de retrait ou de gonflement moindre que les formations puissantes.

Par convention, la note maximale est attribuée à une argile ou une marne épaisse et continue et la note minimale à une formation hétérogène, présentant des termes argileux non prédominants et discontinus, par exemple sous forme de poches ou de lentilles. Cette caractérisation lithologique des formations est établie sur la base de l’expertise du géologue régional et ne peut être totalement dépourvue d’une certaine subjectivité dans son appréciation. Sa valeur relative en vue d’une hiérarchisation des formations argileuses est cependant difficilement contestable. Le barème d’attribution des notes lithologiques est le suivant (Illustration 32) :

Type de formation Susceptibilité Note lithologique

Formation non argileuse mais contenant localement des passées ou des poches argileuses (ex : alluvions avec

lentilles argileuses, calcaire avec poches karstiques, …) faible 1

Formation présentant un terme argileux non prédominant de type calcaire argileux ou sable argileux moyenne 2

Formation à dominante argileuse, présentant un terme ou une passée non argileuse (ex : alternance marno-calcaire ou sablo-argileuse) ou très mince (moins de

3 m)

forte 3

Formation essentiellement argileuse ou marneuse, d’épaisseur supérieure à 3 m et continue très forte 4

Illustration 32 - Hiérarchisation de la susceptibilité en fonction de la nature argileuse de la formation

5.2.2. Caractérisation lithologique

Sur la base de ces critères, le tableau de l’illustration 33 permet de synthétiser les différentes notes lithologiques attribuées aux 21 formations potentiellement sujettes au retrait-gonflement, à partir des descriptions issues des notices des cartes géologiques à 1/50 000.



Num Notation Nom de la formation Note Litho

1 C-E Colluvions diverses et éboulis 2 2 OE Limons de l'Arande 2 3 Fz Alluvions récentes 1 4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais 2 5 Fx-y Alluvions anciennes 1 6 FL Terrasses lémaniques 2 7 Fga Dépôts glaciaires argileux würmiens 3 8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm 1

9 G1-m4 M Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes 2

10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène 1 11 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien 3 12 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène 2 13 c1-e5 Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien 2 14 c F Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes 1 15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur 3 16 n1-6 Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur 1 17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur 2 18 j2-5b "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique 3 19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias 2 20 l1-3a CA Calcaires et calcaires argileux du Lias 1 21 t5-7 Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur 2

Illustration 33 – Notes lithologiques des formations argileuses retenues

5.3. CRITÈRE MINÉRALOGIQUE

5.3.1. Définition du critère minéralogique et barème

Les phénomènes de retrait-gonflement s'expriment préférentiellement en présence des minéraux argileux appartenant au groupe des smectites (montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, sauconite), des vermiculites et, dans une moindre mesure, au groupe des interstratifiés, alternance plus ou moins régulière de feuillets de natures différentes, par exemple smectites/illite ou illite/smectites. La caractérisation minéralogique des argiles se détermine par des analyses de diffractométrie aux rayons X.

Les bornes retenues pour la classification minéralogique, basée sur le pourcentage de minéraux gonflants (smectites, vermiculites et interstratifiés) contenus dans la phase argileuse du matériau, sont respectivement 25 %, 50 % et 80 %. Une note minéralogique a été attribuée à chacune de ces formations en utilisant le barème suivant (Illustration 34) :



% moyen de minéraux gonflants Susceptibilité Note minéralogique

< 25 % faible 1 25 à 50 % moyenne 2 50 à 80 % forte 3

> 80 % très forte 4

Illustration 34 - Hiérarchisation des formations en fonction du pourcentage de minéraux gonflants

5.3.2. Caractérisation minéralogique

D’une façon générale, les dossiers de demande de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle ne présentent aucune caractérisation qualitative ou quantitative des minéraux argileux composant les formations géologiques identifiées comme sensibles. De rares rapports d’expertise de bâti sinistré, réalisés à la demande des compagnies d’assurance, peuvent parfois indiquer la nature minéralogique des argiles sans la quantifier.

Toutes les données recueillies pour la Haute-Savoie proviennent donc des 32 analyses menées par le CNRS rattaché à l’Université Lille 1, sur des échantillons prélevés dans le cadre de la présente étude par le BRGM (Annexe 4).

Quelques données recueillies dans des départements voisins lors de la réalisation des cartes d’aléa sont également mentionnées pour les formations d’extension régionale. Ceci concerne les départements de la Savoie (Blondin et al., 2009) et de l’Ain (Bayle, 2009).

Concernant les formations superficielles, les données sont plus rares, notamment au point de vue minéralogique. Ces formations sont par définition très hétérogènes et ont pour origine principale la formation sous-jacente, dont elles reprennent ainsi les caractéristiques. Il faudrait, pour les caractériser pleinement, multiplier les analyses, en de nombreux points et à différentes profondeurs, ce qui exigerait un budget dépassant largement le cadre de ce projet.

Les données exploitées dans le cadre de cette étude sont donc issues de la campagne d’échantillonnage effectuée par le BRGM, dans le but d’obtenir des données minéralogiques pour chaque formation. L’illustration 35 présente les lieux de prélèvement au sein de chaque formation.



Illustration 35 - Localisation des prélèvements pour l'analyse minéralogique

Toutefois des difficultés ont été rencontrées au cours de cette campagne d’échantillonnage, dues à la topographie du département, à l’absence de chemin d’accès à certains secteurs concernés par les formations. De plus, la difficulté se trouve parfois dans le prélèvement lui-même, lorsque la formation est hétérogène et comprend par exemple des galets empêchant le prélèvement à la tarière. Ainsi, aucun échantillon n’a pu être prélevé en Haute-Savoie sur les Calcaires schisteux et marnes du Lias, c’est pourquoi l’analyse à été complétées par des résultats obtenus en Isère (Méjean, 2009) sur la formation correspondante (Calcaires schisteux et marnes du Lias et les Marnes noires et marno-calcaires du Lias) ayant une lithologie comparable.



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1 C-E Colluvions diverses et éboulis

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 57,5% (moyenne); Illite : 25% (moyenne); Vermiculite : 15%; Chlorite : 6,5% (moyenne); Kaolinite : 3,5% (moyenne)

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 54%; Interstratifiés illite-vermiculite non-gonflants : 17%; Vermiculite : 22%; Chlorite : 7%

3

2 OE Limons de l'Arande

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 50%; Illite : 34%; Chlorite : 9%; Kaolinite : 7%

2

3 Fz Alluvions récentes Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 77%; Chlorite : 17%; Kaolinite : 6%

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 75%; Chlorite : 22%; Kaolinite < 3%

1

4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 38% (moyenne); Illite : 24% (moyenne); Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 8%; Vermiculite : 20%; Chlorite : 13,5% (moyenne); Kaolinite : 10,5% (moyenne)

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 75%; Chlorite : 25% 3

5 Fx-y Alluvions anciennes

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 12,5% (moyenne); Illite : 30% (moyenne); Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 20% (moyenne); Vermiculite : 17,5% (moyenne); Chlorite : 15% (moyenne); Kaolinite : 5% (moyenne)

2

6 FL Terrasses lémaniques

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 10%; Illite : 10%; Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 60%; Vermiculite : 10%; Chlorite : 7%; Kaolinite : 3%

1

7 Fga Dépôts glaciaires argileux würmiens

Analyse BRGM (3 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 22,3% (moyenne); Illite : 48% (moyenne); Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 20%; Vermiculite : 7%; Chlorite : 13,6% (moyenne); Kaolinite : 7% (moyenne)

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 56%; Interstratifiés illite-vermiculite non-gonflants et interstratifiés non-gonflants chlorite-vermiculite : 25%; Chlorite : 19%

2



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8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du

Würm

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 15%; Illite : 60%; Chlorite : 17%; Kaolinite : 8%

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 35%; Illite : 10%; Vermiculite : 32%; Chlorite : 15%; Kaolinite : 8%

2

9 G1-m4 M

Molasses et marnes gréseuses oligo-

miocènes

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 22,5% (moyenne); Illite : 35% (moyenne); Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 17,5% (moyenne); Chlorite : 25% (moyenne) Schegg (1992) Molasse composition : mica (30 à 70 %), chlorite (5 à 45 %), illite/smectite (plus de 30 % de la fraction argileuse), kaolinite (plus de 15 % de la fraction minérale d'argile)


2

10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 11%; Illite : 42% (moyenne); Vermiculite : 74%; Chlorite : 11% (moyenne); Kaolinite : 4,5% (moyenne) Deconinck et Charollais (1986) : - Au niveau de la coupe de la Chaise, les assemblage argileux sont dominés par la chlorite, l'illite (...), tandis que les édifices interstratifiés et surtout la kaolinite aparaissent en moindre quantité. - Coupe du chemin entre St Ferreol et Nantbellet : riche en illites et interstratifiés mais dépourvue de smectites - Coupe de nantbellet : chlorite et illite dominantes


3



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11 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 23,5% (moyenne); Illite : 51% (moyenne); Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 15%; Chlorite : 13,5% (moyenne); Kaolinite : 4,5% (moyenne) Aprahamian et al. (1975) : chlorite ou illite dominante associé à des interstratifiés en très faible quantité.

1

12 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 10%; Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 70%; Chlorite : 20%


2

13 c1-e5

Calcaires argileux et marnes du

Cénomanien - Lutétien

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 53,5% (moyenne); Illite : 28,5% (moyenne); Chlorite : 9% (moyenne); Kaolinite : 9% (moyenne) Aprahamian et al. (1975) : - dans le secteur de La Cha la base du crétacé supérieur montre de la montmorillonite et de la corrensite (interstratifié à base de montmorillonite) prédominantes sur la chlorite et l'illite - dans le secteur de Balme, le crétacé supérieur présente de l'illite ou de la chlorite dominante associé à de la kaolinite et des interstratifiés Deconinck et Charollais (1986) : - Coupe du chemin entre St Ferreol et Nantbellet : enrichissement en smectites et illites au détriment des chlorites et interstratifiés

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 24%; Interstratifiés illite-vermiculite non-gonflants : 71%; Chlorite : 5%

3

14 c F Flysch gréso-

marneux et Flysch à Helminthoïdes

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 47,5% (moyenne); Illite : 37,5% (moyenne); Vermiculite : 10%; Chlorite : 5% (moyenne); Kaolinite : 7,5% (moyenne)

3



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15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé

inférieur

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 5%; Vermiculite : 84%; Chlorite : 11% Aprahamian et al. (1975) : Les illites dominent mais peuvent s'accompagner d'interstratiffiés Illite/Montmorillonite. Présence éventuelle de kaolinite. Deconinck et Charollais (1986) : - Au niveau de la coupe de la Chaise, les assemblage argileux sont dominés (...) pour le crétacé par la smectite, tandis que les édifices interstratifiés et surtout la kaolinite aparaissent en moindre quantité. - Coupe du chemin entre St Ferreol et Nantbellet, coupe de la région de Guillon, coupe méridionale du bord de Nantbellet et coupe dans la région de l'arbarete : illite et chlorite avec présence, parfois même abondance de smectites - Coupe d'un ravin sous le Freu : illite et surtout chlorite (absence de smectites)

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 10%; Illite : 10%; Vermiculite : 28%; Interstratifiés illite-vermiculite non-gonflants : 15%; Interstratifiés non-gonflants chlorite-vermiculite : 20%; Chlorite : 15%; Kaolinite : 2%

2

16 n1-6 Calcaires à passées

marneuses du Crétacé inférieur

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 42,5% (moyenne); Illite : 37,5% (moyenne); Chlorite : 10% (moyenne); Kaolinite : 12,5% (moyenne) Aprahamian et al. (1975) : Les illites dominent mais s'accompagnent souvent d'interstratiffiés Illite/Montmorillonite. Présence éventuelle de kaolinite.

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 14%; Vermiculite : 37%; Interstratifiés non-gonflants chlorite-vermiculite : 30%; Chlorite : 14%; Kaolinite : 5%

2

17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à

supérieur

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 5%; Illite : 54% (moyenne); Chlorite : 43,5% (moyenne) Aprahamian et al. (1975) : l'illite prédomine

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 70%; Interstratifiés illite-vermiculite non-gonflants et interstratifiés non-gonflants chlorite-vermiculite : 25%; Chlorite : 5%

1



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18 j2-5b "Terres noires" ,

Schistes marneux du Jurassique

Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 15%; Illite : 15%; Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 25%; Chlorite : 40%; Kaolinite : 5% Aprahamian et al. (1975) : l'illite prédomine

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 4%; Illite : 73%; Chlorite : 23%

1

19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias

Analyse BRGM (1 éch.) interstratifiés non-gonflants = 6 % illite = 67 % ; chlorite = 25 % ; kaolinite = 2 %

1

20 l1-3a CA

Calcaires et calcaires argileux du Lias

Analyse BRGM (1 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 62%; Illite : 36%; Chlorite : 2%

3

21 t5-7 Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 30%; Interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants : 64%; Chlorite : 5%; Kaolinite : 1% Aprahamian et al. (1975) : l'illite prédomine et se trouve même parfois seule représentée dans les argilites versicolores

Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 60%; Vermiculite : 10%; Chlorite : 30%

1

Illustration 36 - Données et notes minéralogiques des formations argileuses retenues

5.4. CRITÈRE GÉOTECHNIQUE

5.4.1. Définition du critère géotechnique et barème

Ce critère permet d’intégrer dans l’analyse de la susceptibilité le comportement géotechnique du matériau vis à vis du retrait-gonflement.

Le choix et la description des différents essais géotechniques utilisés pour la définition de ce critère sont présentés dans les paragraphes suivants, ainsi que les valeurs seuils retenues pour la détermination de la note géotechnique.

Les expertises de sinistres qui ont pu être consultées indiquent que le type d'essais effectués sur le terrain dépend des bureaux d'études et varie en fonction de l'objectif



assigné à l'étude. Généralement, la reconnaissance de sol se fait par sondage à la tarière (le plus souvent manuelle), parfois en fouille directe. Les essais géotechniques remplissent deux objectifs :

• déterminer les caractéristiques intrinsèques du sol : les essais utilisés sont généralement les limites d’Atterberg (qui permettent de déterminer l’indice de plasticité, IP), le retrait linéaire, l’essai au bleu de méthylène (qui traduit la capacité d’adsorption du sol) et le coefficient de gonflement, éventuellement complétés par une analyse granulométrique pour déterminer le passant à 80 µm. Les analyses sédimentométriques, qui permettraient de déterminer la fraction argileuse du matériau (inférieure à 2 µm), et les analyses aux rayons X, permettant de distinguer le pourcentage de minéraux gonflants sont plus rarement réalisées ;

• caractériser l’état du sol, et notamment son état de dessiccation en effectuant des mesures de teneurs en eau, généralement à plusieurs profondeurs. En comparant ces valeurs avec les limites d’Atterberg du matériau, il est possible de savoir dans quel état de consistance se trouve le matériau in situ (état solide avec ou sans retrait, plastique ou liquide). D’autres essais peuvent également être mis en œuvre, comme la mesure du rapport de gonflement.

Seuls les résultats des essais correspondant aux caractéristiques intrinsèques du sol sont pris en compte dans le cadre de cette étude, puisqu’il s’agit de déterminer la susceptibilité au retrait-gonflement de chaque formation. En effet, les résultats des essais caractérisant l’état du matériau varient au cours du temps en fonction de l’humidité du sol : ils sont donc utiles aux experts, pour diagnostiquer les causes d’un sinistre et déterminer dans quel état se trouve le sol par rapport au niveau d’équilibre, mais ne sont pas pertinents pour caractériser la susceptibilité du matériau au retrait-gonflement.

Les études géotechniques après sinistres sont souvent complétées par un ou plusieurs essais pressiométriques (ou parfois au pénétromètre dynamique), dont l’objectif est la vérification de la capacité portante du sol et le dimensionnement ultérieur éventuel de micropieux, si les résultats de l’expertise indiquent qu’une reprise en sous-œuvre des fondations est nécessaire. Ces données ne sont pas utilisées dans le cadre de la présente étude.

Les principaux essais dont les résultats ont été ici utilisés pour caractériser le comportement géotechnique du matériau vis à vis du phénomène de retrait-gonflement sont la valeur de bleu, le retrait linéaire, et l’indice de plasticité. Ces essais sont présentés dans les paragraphes suivants, sachant que les deux essais les plus représentatifs de l’aptitude d’un sol au retrait-gonflement sont la valeur de bleu et le retrait linéaire.

5.4.2. Teneur en eau (Wn)

Les profils de teneur en eau en fonction de la profondeur de prélèvement (constitués généralement d’une dizaine de mesures réalisées à différentes profondeurs, jusqu'à



4 à 5 m) donnent des indications intéressantes sur la teneur en eau des couches superficielles au moment de la mesure, et par conséquent de leur éventuel état déficitaire.

D'une manière générale, les courbes de profil hydrique sont assez hétérogènes, en « dents de scie », en raison de l'hétérogénéité des matériaux de surface. Les teneurs en eau sont généralement plus faibles en surface, jusqu'à 3 m de profondeur, ce qui traduit bien un assèchement (réversible) des couches superficielles. Pour de nombreux sinistres cependant, la teneur en eau est supérieure en surface (1 à 2 m de profondeur), ce qui indique qu'il y a eu ré-humidification des couches superficielles.

Les profils de teneur en eau exigent d'être interprétés avec précaution. En tout état de cause, la signification de ces profils hydriques ne peut être que locale, à la fois dans l'espace (des sondages effectués à quelques mètres de distance indiquent souvent des variations importantes) et dans le temps (ils indiquent seulement le degré d'humidification du sol au moment de la mesure et sont donc susceptibles d'évolution). Ce type de mesure présente un grand intérêt lors de l'expertise d'un sinistre, mais n'apporte en définitive que peu d'information dans le cadre d'une étude de la susceptibilité à l'échelle départementale.

5.4.3. Indice de plasticité (Ip)

Il est calculé à partir des limites d'Atterberg qui mettent en évidence l'influence de la teneur en eau sur la consistance du matériau fin. Cet indice correspond à la différence entre la limite de liquidité (Wl) et la limite de plasticité (Wp) du matériau. Il représente donc l'étendue du domaine plastique et donne une indication sur l'aptitude du matériau argileux à acquérir de l'eau.

On considère généralement que la susceptibilité d'une argile au retrait-gonflement varie en fonction de l'indice de plasticité Ip de la manière suivante (Illustration 37) :

Indice de plasticité Susceptibilité Note IP < 12 faible 1

12 ≤ IP < 25 moyenne 2 25 ≤ IP < 40 forte 3

IP ≥ 40 très forte 4

Illustration 37 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction de l’indice de plasticité de la formation

L’expérience acquise au travers des études déjà réalisées montre cependant que ces coupures sont mal corrélées avec les valeurs de bleu (paragraphe suivant) et que des adaptations sont nécessaires. En particulier, les seuils à 12 et 25 semblent plutôt devoir être décalés vers 15 et 30.



5.4.4. Essais au bleu de méthylène (Vb)

Ils permettent d'évaluer la surface spécifique d'échange d'un matériau argileux, ce qui constitue un bon indicateur de sa susceptibilité au phénomène de retrait-gonflement.

Cet essai a été développé par Tran Ngoc Lan (1977) et adopté comme procédure d'essai officielle des Laboratoires des Ponts et Chaussées, puis normalisé (norme AFNOR NF P 18-592). Il consiste à mesurer la capacité d'adsorption en bleu de méthylène, c’est-à-dire la quantité de ce colorant nécessaire pour recouvrir d'une couche mono-élémentaire les surfaces externes et internes de toutes les particules argileuses présentes dans 100 g de sol. On appelle cette quantité, la valeur de bleu, notée Vb et exprimée en grammes de bleu par 100 g de matériau. On considère généralement (Chassagneux et al., 1998) que la sensibilité d'un matériau argileux varie de la manière suivante en fonction de la valeur de bleu notée Vb (Illustration 38) :

Valeur de bleu Susceptibilité Note < 2,5 faible 1

2,5 à 6 moyenne 2 6 à 8 forte 3 > 8 très forte 4

Illustration 38 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction de la valeur au bleu de méthylène de la formation

5.4.5. Retrait linéaire (Rl)

La valeur du retrait linéaire est un indicateur de l’importance du retrait volumique possible d’un sol lors de son assèchement. Initialement, le sol est saturé en eau. Lorsque la teneur en eau diminue, son volume total diminue, puis se stabilise. Ce processus de diminution de la teneur en eau se traduit par deux phases successives. Lors de la première, les grains constituant le sol se rapprochent, mais le sol reste toujours saturé : la variation de volume du sol est donc proportionnelle à la diminution de la teneur en eau. Lors de la seconde, les grains sont en contact et ne peuvent plus se rapprocher, l’élimination de l’eau ne fait plus varier le volume du sol, mais se traduit par sa désaturation. La teneur en eau correspondant à ce palier est appelée limite de retrait. Plus cette valeur est faible, plus la variation de volume peut être importante et plus le tassement induit en cas de dessiccation sera grand.

Les coupures suivantes ont été proposées (Mastchenko, 2001) pour caractériser le potentiel de retrait avec ce paramètre (Illustration 39) :

Retrait linéaire Susceptibilité Note Rl < 0,4 faible 1

0,4 ≤ Rl < 0,65 moyenne 2 0,65 ≤ Rl < 0,75 forte 3

Rl ≥ 0,75 très forte 4

Illustration 39 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction du retrait linéaire de la formation



Aucune valeur de retrait linéaire n’a toutefois pu être collectée dans le cadre de la présente étude.

5.4.6. Coefficient de gonflement (Cg)

L'essai de gonflement à l'œdomètre (ASTM 90) consiste à mesurer une amplitude de gonflement à la suite d'un apport d'eau. Il est par conséquent fortement conditionné par l'état initial de saturation en eau du sol considéré. En effet, pour un même sol, le gonflement relatif sera d'autant plus grand que le sol était initialement plus sec. Cette observation souligne l'intérêt d'associer ces essais avec la réalisation d’un profil hydrique. Ainsi la pression de gonflement ne constitue pas une caractéristique intrinsèque du sol, les valeurs dépendant fortement de l'état de saturation initial du sol considéré. Le potentiel de gonflement peut cependant être caractérisé par le coefficient de gonflement Cg (pente de la droite de déchargement observée dans un essai œdométrique) qui permet d’évaluer le potentiel de gonflement des formations argileuses identifiées (Illustration 40) :

Coefficient de gonflement Susceptibilité Note Cg < 0,025 faible 1

0,025 ≤ Cg < 0,035 moyenne 2 0,035 ≤ Cg < 0,055 forte 3

Cg ≥ 0,055 très forte 4

Illustration 40 - Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction du coefficient de gonflement de la formation

Aucune valeur de ce paramètre n’a pu être obtenue dans la Haute-Savoie, bien que des résultats d’essais de gonflement aient été consultés.

5.4.7. Caractérisation géotechnique

Les sources des données ici présentées proviennent principalement de dossiers de bureaux d’études qui nous ont aimablement permis de consulter leurs archives (SAGE, Fondasol, Hydrogéotechnique), et des archives issues du Centre d’Etude Techniques et de l’Equipement (CETE) de Lyon selon la répartition présentée sur l’illustration 41. Nous remercions donc ces organismes (Annexe 5) pour leur précieuse collaboration.



Organismes Nombre de données Pourcentage

B.E Tech 4 0,84% CETE 201 42,14%

FONDASOL 129 27,04% GEOTEC 6 1,26%

HYDRO-GEOTECHNIQUE SUD-EST 9 1,89% SAGE 124 26,00%

SOL ETUDE 4 0,84% Total 477

Illustration 41 - Répartition du nombre de données géotechniques selon leur origine

Quelques autres résultats nous ont été fournis par les communes en retour de courrier d’enquête ainsi que par la préfecture. Ces analyses sont principalement issues de bureaux d’étude (parmi lesquels, outre ceux déjà cités, Géotec, Sol Etude et B.E Tech).

De plus, ces résultats ont été complétés par la réalisation de 32 essais de valeurs au bleu de Méthylène effectués par Fondasol sur les prélèvements issues de la campagne d’échantillonnage du BRGM.

Toutes les valeurs géotechniques recueillies pour les formations argileuses retenues ont été synthétisées dans le tableau de l’illustration 42.

Sur l’ensemble du département, les données recueillies et attribuées à des formations argileuses se répartissent ainsi :

• Indice de plasticité : 299 données ont été obtenues à partir des réponses des communes et des bureaux d’études. Ces données ont été complétées par 598 valeurs d’indice de plasticité recueillies dans les départements limitrophes dans le cadre d’études similaires (Ain, Savoie) ;

• Valeur de bleu : 143 données ont été obtenues pour le département de la Haute-Savoie. Ces données ont été complétées par 162 valeurs de bleu recueillies dans les départements limitrophes, et en Isère pour la formation des Calcaires schisteux et marnes du Lias pour laquelle aucune valeur n’était disponible.



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Illustration 42 - Synthèse des données géotechniques recueillies



6. Élaboration de la carte de susceptibilité

6.1. DÉTERMINATION DU DEGRÉ DE SUSCEPTIBILITÉ

Au total, chaque formation a donc été caractérisée par trois notes, une pour chacun des critères pris en compte selon les classifications présentées précédemment. La moyenne des trois notes obtenues permet de calculer, pour chaque formation, un degré de susceptibilité générale vis à vis du retrait-gonflement. La moyenne ainsi obtenue est potentiellement comprise entre 1 et 4. Les classes de susceptibilité déterminées à partir de la valeur moyenne ainsi calculée sont les suivantes (illustration 43) :

Note moyenne Degré de susceptibilité valeur ≤ 2 faible

2 < valeur ≤ 3 moyen valeur > 3 fort

Illustration 43 - Barême d’attribution d’un niveau de susceptibilité d’une formation argileuse

Moyennant ce traitement, les notes de susceptibilité attribuées aux 21 formations retenues comme argileuses sont les suivantes (Illustration 44) :



Num Notation Nom de la formation Litho Mineralo GeotechIndice de suscepti

bilité

Niveau de susceptibilité

1 C-E Colluvions diverses et éboulis 2 3 2 2,33 22 OE Limons de l'Arande 2 2 2 2,00 13 Fz Alluvions récentes 1 1 1 1,00 1

4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais 2 3 2 2,33 2

5 Fx-y Alluvions anciennes 1 2 1 1,33 16 FL Terrasses lémaniques 2 1 1 1,33 17 Fga Dépôts glaciaires argileux würmiens 3 2 1 2,00 1

8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm 1 2 1 1,33 1

9 G1-m4 M Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes 2 2 2 2,00 1

10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène 1 3 2 2,00 111 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien 3 1 1 1,67 112 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène 2 2 1 1,67 1

13 c1-e5 Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien 2 3 2 2,33 2

14 c F Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes 1 3 2 2,00 1

15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur 3 2 2 2,33 2

16 n1-6 Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur 1 2 2 1,67 1

17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur 2 1 1 1,33 1

18 j2-5b "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique 3 1 1 1,67 1

19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias 2 1 1 1,33 120 l1-3a CA Calcaires et calcaires argileux du Lias 1 3 1 1,67 1

21 t5-7 Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur 2 1 1 1,33 1

Illustration 44 - Susceptibilité des formations argileuses retenues

6.2. SYNTHÈSE

Aucune formation argileuse n’apparaît comme fortement susceptible dans le département de la Haute-Savoie, alors que quatre formations sont jugées moyennement susceptibles, et dix-sept faiblement susceptibles. Au final, comme le montre l’illustration 45, près de 8 % du département est classé en susceptibilité moyenne au phénomène de retrait-gonflement, et près de 64 % en susceptibilité faible. Environ 28 % de la surface départementale sont donc considérés comme a priori non argileux, et donc non susceptibles.



Num Notation Nom de la formation Superficie (km²)

% du département

Niveau de susceptibilité

1 C-E Colluvions diverses et éboulis 99,50 2,16% Moyen4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais 31,39 0,68% Moyen

13 c1-e5 Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien 48,20 1,05% Moyen

15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur 184,04 4,00% Moyen

Total formation en susceptibilité moyenne 363,13 7,88%

3 Fz Alluvions récentes 224,17 4,87% Faible2 OE Limons de l'Arande 2,04 0,04% Faible5 Fx-y Alluvions anciennes 10,45 0,23% Faible6 FL Terrasses lémaniques 11,93 0,26% Faible7 Fga Dépôts glaciaires argileux würmien 1385,84 30,09% Faible8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm 572,79 12,44% Faible9 G1-m4 M Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes 111,33 2,42% Faible

10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène 64,61 1,40% Faible11 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien 27,15 0,59% Faible12 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène 58,01 1,26% Faible14 c F Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes 68,39 1,48% Faible16 n1-6 Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur 124,86 2,71% Faible17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur 63,74 1,38% Faible18 j2-5b "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique 108,71 2,36% Faible19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias 75,53 1,64% Faible20 l1-3a CA Calcaires et calcaires argileux du Lias 18,99 0,41% Faible

21 t5-7 Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur 9,54 0,21% Faible

Total formation en susceptibilité faible 2938,07 63,79%

Total des formations argileuses 3301,21 71,68%

Total des formations a priori non argileuses 1304,41 28,32%

Total départemental 4605,62 100,00%

Illustration 45 - Superficie des formations par niveau de susceptibilité

6.3. CARTE DE SUSCEPTIBILITÉ

L’illustration 46 représente la carte départementale de susceptibilité au phénomène de retrait-gonflement, réalisée d’après les résultats présentés dans le tableau de l’illustration 44. La carte départementale de susceptibilité a été établie à partir de la carte interprétée des formations potentiellement sujettes au phénomène de retrait-gonflement en attribuant à chacune des formations géologiques la classe de susceptibilité définie ci-dessus. Cette carte est également présentée en carte hors-texte à l’échelle 1/125 000. Les formations sont représentées par deux couleurs (jaune et orange) selon leur degré de susceptibilité vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement. Les zones blanches de la carte correspondent aux formations a priori non argileuses. Cependant, on ne peut exclure qu’elles soient recouvertes localement de poches ou placages argileux non représentés sur la carte géologique.



Illustration 46 - Carte de susceptibilité au retrait-gonflement dans le département de la Haute-Savoie



7. Analyse de la sinistralité

7.1. RECONNAISSANCE DE L’ÉTAT DE CATASTROPHE NATURELLE

7.1.1. Procédure de demande de reconnaissance de l’État de catastrophe naturelle

Dans le cadre de la loi n°82-600 du 13 juillet 1982 sur les catastrophes naturelles, et à l’initiative des sinistrés, un dossier technique est établi par un bureau d'études afin de demander la reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle dans la commune concernée, au titre des mouvements de terrain différentiels consécutifs à la sécheresse et à la réhydratation des sols. Aux termes de cette loi, les propriétaires de bâtis peuvent se considérer comme victimes des effets des catastrophes naturelles pour les dommages matériels directs ayant pour cause déterminante “l'intensité anormale d'un agent naturel” – dans le cas présent, la sécheresse ou la réhydratation des sols – “lorsque les mesures habituelles pour prévenir ces dommages n'ont pu empêcher leur survenance”.

Les dossiers techniques des communes sont collectés par la Préfecture qui les transmet à la Commission Interministérielle statuant sur la reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle.

Pour que les dossiers qui lui sont soumis soient déclarés recevables, la Commission Interministérielle exige que les critères suivants soient satisfaits :

- les désordres ne doivent pas relever d'une cause autre que la sécheresse ou la réhydratation des sols ;

- le caractère exceptionnel du phénomène climatique doit être prouvé ;

- la nature du sol doit être essentiellement argileuse, de sorte qu'elle permette le retrait par dessiccation ou le gonflement par réhydratation ;

- le niveau de fondation doit se trouver dans la zone de sol subissant la dessiccation ;

- l'évolution des désordres doit être corrélée dans le temps avec celle du phénomène climatique exceptionnel.

Depuis décembre 2000, l’analyse du contexte climatique est confiée à Météo France et effectuée sur la base d’un suivi de l’état hydrique des sols. Celui-ci est calculé dans une centaine de stations de référence au moyen d’un modèle à double réservoir, sur la base d’une réserve utile de 200 mm, dont on suit le niveau de remplissage au pas de temps décadaire. La comparaison de l’état hydrique des sols (qui dépend essentiellement des précipitations et de l’évapotranspiration) par rapport aux moyennes trentenales, permet d’identifier les périodes de sécheresse exceptionnelles qui ont d’abord été définies comme étant des périodes de quatre trimestres consécutifs pour lesquels la réserve en eau du sol est inférieure à la normale, avec au moins une



décade située au cours du premier trimestre (janvier à mars, période de recharge hivernale) où la réserve en eau est inférieure à 50 % de la normale. Ces critères ont été modifiés pour la reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle concernant les sinistres survenus au cours de l’été 2003.

Les études menées en vue de la reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle ne sont habituellement réalisées que sur quelques cas de désordres de bâtis par commune. L'ensemble des sinistres d'une commune est rarement pris en compte et il n'est pas rare qu'un seul sinistre permette de classer l'ensemble de la commune en état de catastrophe naturelle. Depuis la circulaire du Ministère de l’Intérieur, de l’Outre-Mer et des Collectivités Territoriales (Direction de la défense et de la sécurité civile) en date du 23 janvier 2008, la présence de sols argileux doit être déduite directement des cartes d’aléa retrait-gonflement publiées sur le site www.argiles.fr lorsqu’elles sont disponibles. Seules les communes n’ayant jamais été reconnues en état de catastrophe naturelle sécheresse et qui ne sont pas encore couvertes par de telles cartes d’aléa restent soumises à l’obligation de transmettre une étude de sol en annexe de leur demande.

De surcroît, ces études préalables sont généralement très succinctes. Une visite de terrain permet de réaliser un bref audit des sinistres, de noter les dates d’apparition des premiers désordres (pour les comparer avec les chroniques pluviométriques), d’observer les pathologies et la nature des terrains, de noter la présence éventuelle de végétation arborée à proximité du bâti sinistré et de recueillir le témoignage des propriétaires. L’examen de la carte géologique du BRGM à l'échelle 1/50 000, complété éventuellement par des observations de terrain ou des sondages, permet de préciser la nature des formations géologiques environnant les sinistres et de déterminer celle qui a été à l’origine des désordres.

Ces dossiers techniques ne constituent donc qu'une première approche, souvent très sommaire, du problème. Après reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle dans la commune, des études plus approfondies sont généralement réalisées à la demande des compagnies d'assurance afin de déterminer le niveau de remboursement des dégâts et proposer des solutions de confortement. Les experts en charge de ces diagnostics font alors souvent appel à des bureaux d’études spécialisés pour réaliser des études géotechniques qui permettent de préciser l’origine des désordres. Ces études de sols ne sont cependant pas systématiques.

7.1.2. Identification des communes reconnues CatNat dans la Haute-Savoie

Au 25 septembre 2009, 13 des 294 communes du département ont été reconnues une fois en état de catastrophe naturelle au titre de mouvements de terrain différentiels consécutifs à la sécheresse et à la réhydratation des sols, soit un taux de sinistralité relativement modeste de 4,42 %. Le nombre total d’occurrences (nombre d’arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle en distinguant à la fois par commune et par période) s’élève actuellement à 13 dans le département, chaque commune n’ayant été reconnue que pour une seule période.



A ce jour (25 septembre 2009), 6 arrêtés interministériels successifs reconnaissant l’état de catastrophe naturelle sécheresse ont été pris dans le département de la Haute-Savoie, dont les dates s’échelonnent entre le 25 août 2004 et le 27 juillet 2006. L’illustration 47 présente le nombre de communes concernées par les différents arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle sécheresse au cours de cette période.

Arrêtés interministériels

Publication au Journal Officiel

Nombre de communes reconnues

25/08/2004 26/08/2004 1 11/01/2005 01/02/2005 1 09/01/2006 22/01/2006 5 30/03/2006 02/04/2006 3 16/06/2006 14/07/2006 1 27/07/2006 08/08/2006 2

Illustration 47 - Arrêtés interministériels et occurrences

D’après les données disponibles sur le site internet « prim.net » du ministère de l’environnement, ce nombre d’occurrences reconnues place le département à la 68ème position des départements français les plus touchés, loin derrière certains du Sud-Ouest (1 412 occurrences reconnues en Haute-Garonne, 1 253 dans le Gers, 1 072 en Dordogne, par exemple). Cependant, aucun arrêté n’avait été pris sur ce département avant l’été 2003, et la Haute-Savoie se place à la 50ème position au vu du nombre de communes reconnues en état de catastrophe naturelle pour l’été 2003 sur 76 départements concernés. En effet, le centre-est de la France, en particulier la région Rhône-Alpes, avait été largement épargné jusque là par le phénomène de retrait-gonflement des sols argileux, mais la sécheresse de l’été 2003 s’est traduite par une augmentation significative du nombre de sinistres liés aux tassements différentiels.

La liste des communes concernées est présentée en annexe 3, ainsi que les dates des arrêtés interministériels et les dates de leur parution au Journal Officiel.

7.2. COLLECTE DES DONNÉES DE SINISTRES

Le recensement des sinistres a été réalisé à partir de sources d’information complémentaires, à savoir la consultation de l’ensemble des communes du département, le recueil des données auprès de la Caisse centrale de réassurance (CCR), et de bureaux d’études géotechniques (SAGE, Fondasol). Tous les sinistres recensés ont pu être localisés avec une précision suffisante pour l’étude.

L’enquête effectuée auprès de l’ensemble des communes du département s’est faite par envoi d’un courrier, aux maires des 294 communes. Un courrier de relance a ensuite été envoyé à toutes les communes n’ayant pas encore répondu, et une relance téléphonique ciblée sur les communes reconnues en état de catastrophe naturelle ou situées dans des secteurs potentiellement sujets au retrait-gonflement a été effectuée. Le taux de réponse final atteint près de 77 %, ce qui semble raisonnable compte tenu de l’ampleur limitée des conséquences du retrait-gonflement des sols argileux dans ce



département. Toutes les communes reconnues en état de catastrophe naturelle, soit 13, ont répondu à l’enquête. En définitive, ce sont 36 sites de sinistres, répartis dans 19 communes, qui ont été recensés et localisés. Ce résultat peut être considéré comme représentatif de la sinistralité du département.

La localisation des sinistres a été effectuée sur fonds topographiques de l’IGN à 1/25 000. Ce travail a été réalisé grâce aux plans de localisation envoyés par les communes, ou figurant dans les dossiers préfectoraux et ceux des différents bureaux d’étude, ainsi que par la consultation des sites internet www.cadastre.gouv.fr, www.viamichelin.fr, www.geoportail.fr et www.pagesjaunes.fr/.

La liste des sinistres avec leurs coordonnées en projection Lambert II étendu est présentée en annexe 3. Pour des raisons de confidentialité, les noms et adresses des sinistrés ne figurent pas dans ce tableau.

7.3. ANALYSE DE LA SINISTRALITE DANS LE DEPARTEMENT

7.3.1. Périodes de sinistralité

Les 13 communes reconnues en état de catastrophe naturelle pour les tassements différentiels liés à la sécheresse l’ont été uniquement pour la période correspondant à l’été 2003. Ceci est important au regard de la mise en application du système de modulation de franchise mis en place en septembre 2000 et qui prévoit une augmentation de la franchise à chaque nouvel arrêté à compter du troisième arrêté (compté désormais sur les 5 dernières années, suite à l’arrêté du 4 août 2003, et non plus depuis 1995 comme initialement), à défaut d’élaboration de documents de prévention de type Plans de Prévention des Risques naturels (PPR). On peut également noter que 26 des 36 sinistres localisés ont pu être datés, soit 72,2 % des cas. Cela permet de constater que si les sinistres recensés lors de l’étude sont bien apparus pour la plupart durant l’été 2003 (23), les trois autres nous ont toutefois été signalés comme étant de 2004 bien qu’aucun arrêté n’ait été pris à ce jour pour cette période. Il faut noter que certaines déclarations de sinistres sont tardives, ce qui peut en partie expliquer que les périodes de déficit hydrique et les dates de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle ne soient pas parfaitement corrélées. En effet, après une période de dessiccation intense et profonde des sols, le retour à un état hydrique normal est lent et il subsiste souvent en profondeur des zones de sol argileux anormalement desséchées qui restent sensibles à des variations saisonnières, même de faible amplitude. En d’autres termes, un déficit hydrique intense est nécessaire pour amorcer les premiers mouvements différentiels du sol mais ensuite, la structure du sol et du bâti ayant été fragilisée, de faibles amplitudes hydriques suffisent à provoquer la réouverture ou l’aggravation des premières fissures. C’est pourquoi certains propriétaires réagissent avec retard et déclarent des sinistres à une période où les précipitations sont revenues à un niveau normal. Ceci pourrait également expliquer une partie des sinistres signalés comme postérieurs à l’été 2003.



7.3.2. Répartition de la sinistralité

La carte de l’illustration 48 permet de montrer le nombre respectif de sinistres par commune recensés dans le cadre de la présente étude, ainsi que les 13 communes qui ont fait l’objet d’un arrêté de reconnaissance à ce jour.

Illustration 48 - Communes concernées par des arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle sécheresse et nombre de sinistres recensés et localisés

Le nombre de sinistres par commune est peu variable, et la majorité des communes sont peu sinistrées : 68,4 % des communes touchées ne comptent qu’un seul sinistre recensé ; 21,1 % d’entre elles en comptent 2 ou 3; 2 d’entre elles comptent plus de 3 sinistres chacune ; ce sont celles de les Ollières (5 sinistres) et Bossey (9 sinistres).

69 % des sinistres (soit 25 d’entre eux) sont effectivement localisés dans les communes reconnues en état de catastrophe naturelle pour l’été 2003, alors que les 31 % restants (soit 11 sinistres) se répartissent dans 8 communes qui n’ont encore jamais été reconnues en état de catastrophe naturelle sécheresse.



L’illustration 48 montre également que la majeure partie des communes concernées par le phénomène est localisée dans la moitié ouest du département, principalement dans le bassin molassique. Au-delà de ces zones, le département de la Haute-Savoie semble totalement épargné jusqu’à présent. Les communes les plus sinistrées correspondent essentiellement aux zones les plus urbanisées : agglomération d’Annecy (Annecy-le-Vieux, Les Ollières, Metz-Tessy), agglomération d’Annemasse (Bossey, Archamps, Saint-Julien-en-Genevois) et Le Grand-Bornand. Toutefois, la comparaison de ces données avec les cartes géologiques montre que cette répartition parait surtout étroitement corrélée aux zones d’affleurement de certaines formations géologiques.

L’examen des données recueillies indique que la totalité des sinistres localisés (36 sur 36) sont répartis sur les formations argilo-marneuses retenues comme étant sujettes au phénomène de retrait-gonflement, même s’il est vrai que ces dernières occupent 71,7 % de la surface du département (Illustration 49). Le fait que tous les sinistres du département soient répartis sur des formations argileuses ne nous permet pas d’affirmer que la représentation cartographique de celles-ci, en l’état actuel des connaissances, est parfaite dans le détail, même si elle reflète assez fidèlement la réalité à l’échelle départementale. Il n’est pas exclu, en effet, qu’il n’existe pas d’autres sites de sinistres ailleurs.

Rappelons également que certaines formations considérées comme a priori non argileuses peuvent contenir localement des lentilles ou des placages d’argiles non cartographiés. Ceci concerne notamment des colluvions superficielles ou des altérites d’horizons magmatiques ou métamorphiques. Par ailleurs, il peut arriver que des sinistres attribués au retrait-gonflement des argiles soient dus en réalité à d’autres phénomènes (affaissement liés à des cavités souterraines, tassement de remblais ou de sols compressibles, fluages sur des colluvions instables, défauts de construction, choc thermique sur les enduits de façade, etc.). Enfin, il n’est pas exclu que certains contours de formations géologiques puissent être localement inexacts ou que des sinistres soient mal localisés.



Illustration 49 - Répartition géologique des sinistres localisés

Parmi les formations retenues comme argileuses au sens large, 1 seule se distingue par un nombre de sinistres supérieur à 20 : les Dépôts glaciaires argileux würmiens (Fga) avec 24 sinistres.

Il faut cependant noter que cette formation affleure assez largement sur le département (30 % de la superficie départementale), ce qui modère en réalité la densité de sinistres de cette formation.

En plus de la formation des Dépôts glaciaires argileux würmiens avec 24 sinistres, 6 autres formations sont sinistrées. Il s’agit des Colluvions diverses et éboulis (1 sinistre), des Alluvions récentes (3 sinistres), des Alluvions lacustres, tourbières et marais (2 sinistres), des Terrasses lémaniques (1 sinistre), des Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm (3 sinistres) et des Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes (2 sinistres)

Parmi les formations argilo-marneuses retenues, 14 ne comptent aucun sinistre recensé à ce jour. Il s’agit des Limons de l’Arande (OE), des Alluvions anciennes (Fx-y), des Flysch marno-gréseux paléogène (eg1F), des Marnes du Lutétien-Rupélien (e5-g1), des Grès et calcaires gréseux de l'Eocène (eg), des Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien (c1-e5), des Flysch gréso-marneux et Flysch à



Helminthoïdes (c F), des Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur (n1-5_A), des Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur (n1-6), des Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur (j1-6), des "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique (j2-5b), des Calcaires schisteux et marnes du Lias (l1-j1), des Calcaires et calcaires argileux du Lias (l1-3a CA) et des Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur (t5-7) .

Il faut cependant noter que cette absence de sinistres peut en partie s’expliquer par des surfaces d’affleurement relativement réduites ce qui induit un faible nombre de constructions exposées.

7.4. FRÉQUENCE D’OCCURRENCE RAPPORTÉE A LA SURFACE BATIE

Étant donné que les surfaces d’affleurement des différentes formations géologiques sont extrêmement variables, il est important de raisonner sur les densités de sinistres par formation géologique (ramenées à 100 km2 de surface d’affleurement).

Cependant, il faut garder à l’esprit que l’urbanisation n’est pas uniforme sur l’ensemble du département et cela pourrait donc biaiser l’analyse sur les densités de sinistres par formation. En effet, une formation géologique s’étendant principalement en milieu rural peu bâti sera nécessairement moins touchée qu’une formation aussi susceptible mais très urbanisée. C’est pourquoi les densités de sinistres par formation géologique ont été rapportées à 100 km2 de surface effectivement bâtie, conformément à la méthodologie retenue au niveau national.

7.4.1. Détermination de la densité d’urbanisation par formation

Les contours des zones bâties du département ont été obtenus à partir des données de la couche « bâti » de la BDTopo de l’IGN, mise à disposition par la DDEA de la Haute-Savoie dans le cadre de cette étude. Le phénomène de retrait-gonflement des sols argileux affectent essentiellement les structures légères correspondant aux habitations individuelles, cependant la distinction des différents types de bâtiments (individuels, industriels, agricoles et commerciaux, religieux, sportifs, administratifs ou de transport, ainsi que les châteaux et divers monuments) n’a pas été possible, et le calcul de surface des bâtiments a donc pris en compte toutes les catégories de la BDTopo.

La surface totale des zones bâties du département a été ainsi estimée à environ 48,10 km2, soit 1,04 % de la superficie départementale (Illustration 49).



Illustration 50 - Carte des zones bâties sur le département de la Haute-Savoie (source : BD Topo IGN)

La superposition de la carte synthétique des formations argileuses et marneuses avec celle des zones bâties permet d’estimer la surface totale occupée par les zones bâties dans les formations retenues comme argileuses à 43,76 km2, soit près de 1,33 % de leur surface totale d’affleurement. Les surfaces bâties et le nombre de sinistres recensés sont indiqués pour chaque formation dans le tableau de l’illustration 50.

7.4.2. Détermination du critère densité de sinistres

Les éléments décrits dans la méthodologie, permettent de calculer des densités de sinistres par formation géologique, en prenant en compte la surface bâtie de la formation. Les résultats indiquent que la prise en compte du taux d’urbanisation modifie sensiblement la hiérarchisation des formations géologiques en termes de densité de sinistres, dans la mesure où ce taux varie d’une formation à l’autre (Illustration 51). La densité moyenne ainsi obtenue pour les formations argileuses est



de l’ordre de 82 sinistres pour 100 km2 d’affleurement réellement bâti. Compte tenu de la faible sinistralité ainsi que de l’urbanisation relativement importante (151 hab./km² contre 96 à l’échelle nationale) du département, cette densité moyenne est excessivement faible en comparaison des densités de sinistres obtenues dans les autres départements.

Ainsi, aucune formation ne présente une sinistralité élevée. Celle qui contient le plus grand nombre de sinistres pour 100 km² d’affleurement bâti est la formation des Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes (213 sinistres pour 100 km² bâtis).

Afin de hiérarchiser les formations argileuses selon leur degré de sinistralité, des valeurs seuil de la densité de sinistres pour 100 km2 de formation argileuse bâtie ont été choisies suivant la répartition des formations argileuses autour de la sinistralité moyenne. Les coupures utilisées pour l’attribution de notes caractérisant la sinistralité sont les suivantes :

- note 1 : moins de 200 sinistres pour 100 km2 de surface bâtie dans la formation (ce qui correspond aux formations ayant une densité sensiblement inférieure à la moyenne des zones argileuses) ;

- note 2 : entre 200 et 1 000 sinistres pour 100 km2 de surface bâtie dans la formation (ce qui correspond aux formations ayant une densité de sinistres moyenne à importante) ;

- note 3 : plus de 1 000 sinistres pour 100 km2 de surface bâtie dans la formation (ce qui correspond aux formations ayant une densité de sinistres très importante).



Illustration 51 - Sinistralité et notes de densité de sinistres

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Toutefois, il est important de noter que pour 14 des 21 formations considérées, le critère de sinistralité ne peut être jugé comme significatif en raison de la trop faible surface bâtie qu’elles présentent et de l’absence de sinistres sur la formation. Pour ces 14 formations d’extension géographique très réduite, la prise en compte d’un seul sinistre pourrait faire immédiatement passer la densité de sinistres d’une valeur faible à moyenne, voire à forte. Ainsi, conformément à la méthodologie nationale, ces formations se voient de fait attribuer une note de sinistralité jugée non significative (autrement dit aucune note de sinistralité). Il s’agit des Limons de l’Arande (aucun sinistre recensé et seulement 0,14 km2 bâtis), des Alluvions anciennes (aucun sinistre recensé et seulement 0,31 km2 bâtis), des Flyschs marno-gréseux paléogène (aucun sinistre recensé et seulement 0,06 km2 bâtis), des Marnes du Lutétien-Rupélien (aucun sinistre recensé et seulement 0,08 km2 bâtis), des Grès et calcaires gréseux de l'Eocène (aucun sinistre recensé et seulement 0,11 km2 bâtis), des Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien (aucun sinistre recensé et seulement 0,07 km2 bâtis), des Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes (aucun sinistre recensé et seulement 0,14 km2 bâtis), des Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur (aucun sinistre recensé et seulement 0,07 km2 bâtis), des Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur (aucun sinistre recensé et seulement 0,07 km2 bâtis), des Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur (aucun sinistre recensé et seulement 0,06 km2 bâtis), des "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique (aucun sinistre recensé et seulement 0,20 km2 bâtis), des Calcaires schisteux et marnes du Lias (aucun sinistre recensé et seulement 0,08 km2 bâtis), des Calcaires et calcaires argileux du Lias (aucun sinistre recensé et seulement 0,01 km2 bâtis) et des Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur (aucun sinistre recensé et seulement 0,02 km2 bâtis).

Compte tenu du nombre important de ces formations (2/3 des formations) et afin de conserver une homogénéité de traitement des formations argileuses ou marneuses au sein du département de la Haute-Savoie, il a été décidé de ne conserver aucune note de densité de sinistres. La classe d’aléa finalement retenue pour l’ensemble des formations sera donc équivalente à celle évaluée pour leur susceptibilité.



8. Carte d’aléa

8.1. DÉTERMINATION DU NIVEAU D’ALÉA

L’aléa retrait-gonflement des argiles est, par définition, la probabilité d’occurrence du phénomène. Le niveau d’aléa est d’ordinaire évalué, de manière purement qualitative, pour chaque formation argileuse, en combinant la susceptibilité et la densité de sinistres.

La susceptibilité des formations argileuses et marneuses identifiées a été caractérisée à partir de la moyenne des notes attribuées pour chacun des critères lithologique, minéralogique et géotechnique, comme indiqué au chapitre 6. L’indice de susceptibilité ainsi obtenu a été décliné en trois classes, qualifiées respectivement par une susceptibilité faible, moyenne et forte, et prend donc la valeur 1, 2 ou 3.

Ensuite, pour le département de la Haute-Savoie, la classe d’aléa a directement été traduite à partir de la classe de susceptibilité sans prise en compte de la sinistralité. En effet, comme mentionné au paragraphe 7.4.2, la densité de sinistre n’a pas été considérée puisque, compte tenu du faible nombre de sinistres et des faibles surfaces bâties, deux tiers des formations présentaient une note non significative de la densité de sinistres.

Aucune formation n’est ainsi classée en aléa fort vis à vis du phénomène de retrait-gonflement des argiles. En revanche, 4 formations présentent un aléa moyen et couvrent 7,88 % de la superficie départementale (Illustrations 52 et 53).

Les 16 autres formations, couvrant 63,79 % de la superficie départementale, sont considérées comme présentant un aléa faible vis à vis du phénomène de retrait-gonflement.



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1 C-E Colluvions diverses et éboulis 99,50 2 3 2 2,33 2 2 Moyen2 OE Limons de l'Arande 2,04 2 2 2 2,00 1 1 Faible3 Fz Alluvions récentes 224,17 1 1 1 1,00 1 1 Faible

4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais 31,39 2 3 2 2,33 2 2 Moyen

5 Fx-y Alluvions anciennes 10,45 1 2 1 1,33 1 1 Faible6 FL Terrasses lémaniques 11,93 2 1 1 1,33 1 1 Faible7 Fga Dépôts glaciaires argileux würmiens 1385,84 3 2 1 2,00 1 1 Faible

8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm 572,79 1 2 1 1,33 1 1 Faible

9 G1-m4 M Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes 111,33 2 2 2 2,00 1 1 Faible

10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène 64,61 1 3 2 2,00 1 1 Faible11 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien 27,15 3 1 1 1,67 1 1 Faible12 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène 58,01 2 2 1 1,67 1 1 Faible

13 c1-e5 Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien 48,20 2 3 2 2,33 2 2 Moyen

14 c F Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes 68,39 1 3 2 2,00 1 1 Faible

15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur 184,04 3 2 2 2,33 2 2 Moyen

16 n1-6 Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur 124,86 1 2 2 1,67 1 1 Faible

17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur 63,74 2 1 1 1,33 1 1 Faible

18 j2-5b "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique 108,71 3 1 1 1,67 1 1 Faible

19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias 75,53 2 1 1 1,33 1 1 Faible

20 l1-3a CA Calcaires et calcaires argileux du Lias 18,99 1 3 1 1,67 1 1 Faible

21 t5-7 Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur 9,54 2 1 1 1,33 1 1 Faible

Illustration 52 - Niveau d’aléa des formations * le niveau d’aléa est directement évalué à partir de la susceptibilité



N° Notation Formation lithologique Superficie (km²)

% du département Niveau d'aléa

1 C-E Colluvions diverses et éboulis 99,50 2,16% Moyen4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais 31,39 0,68% Moyen

13 c1-e5 Calcaires argileux et marnes du Cénomanien - Lutétien 48,20 1,05% Moyen

15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé inférieur 184,04 4,00% Moyen

Total formation en aléa moyen 363,13 7,88%

3 Fz Alluvions récentes 224,17 4,87% Faible2 OE Limons de l'Arande 2,04 0,04% Faible5 Fx-y Alluvions anciennes 10,45 0,23% Faible6 FL Terrasses lémaniques 11,93 0,26% Faible7 Fga Dépôts glaciaires argileux würmien 1385,84 30,09% Faible8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du Würm 572,79 12,44% Faible9 G1-m4 M Molasses et marnes gréseuses oligo-miocènes 111,33 2,42% Faible

10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène 64,61 1,40% Faible11 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien 27,15 0,59% Faible12 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène 58,01 1,26% Faible14 c F Flysch gréso-marneux et Flysch à Helminthoïdes 68,39 1,48% Faible

16 n1-6 Calcaires à passées marneuses du Crétacé inférieur 124,86 2,71% Faible

17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à supérieur 63,74 1,38% Faible

18 j2-5b "Terres noires" , Schistes marneux du Jurassique 108,71 2,36% Faible19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias 75,53 1,64% Faible20 l1-3a CA Calcaires et calcaires argileux du Lias 18,99 0,41% Faible

21 t5-7 Dolomies, argilites, calcaires et marnes du Trias supérieur 9,54 0,21% Faible

Total formation en aléa faible 2938,07 63,79%

Total des formations argileuses 3301,21 71,68%

Total des formations a priori non argileuses 1304,41 28,32%

Total départemental 4605,62 100,00%

Illustration 53 - Classement des formations en fonction de leur niveau d’aléa

28,32%

63,79%

7,88%

Aléa nulAléa faibleAléa moyen

Illustration 54 - Répartition des superficies par niveau d’aléa



8.2. CARTE D’ALÉA

La carte départementale d’aléa a été tracée à partir de la carte synthétique des formations à dominante argileuse ou marneuse, en attribuant à chacune des formations identifiées la classe d’aléa définie ci-dessus. Elle est présentée sur l’illustration 55 et en carte hors-texte à l’échelle 1/125 000 (où les sinistres, les zones urbanisées et les contours des communes sont également reportés). Son échelle de validité est le 1/50 000, puisque les contours sont issus des cartes géologiques à la même échelle.



Illustration 55 - Carte départementale de l’aléa retrait-gonflement de la Haute-Savoie



Les formations retenues sont représentées par deux couleurs (jaune et orange) correspondant à leur niveau d'aléa retrait-gonflement (respectivement faible et moyen).

Les zones blanches de la carte correspondent aux formations a priori non argileuses, et donc théoriquement dépourvues de tout aléa. Elles couvrent plus de 28 % de la superficie départementale.

Il n'est toutefois pas exclu que, sur ces derniers secteurs considérés d’aléa a priori nul, se trouvent localement des zones argileuses d’extension limitée, notamment dues à l’hétérogénéité de certaines formations essentiellement sableuses ou à l’altération localisée de formations carbonatées. Ces placages ou lentilles argileuses, non cartographiés sur les cartes géologiques (et pour la plupart non cartographiables à l’échelle départementale), sont susceptibles de provoquer localement des sinistres.

Il est à noter que cette carte départementale d’aléa est identique à la carte de susceptibilité établie précédemment, du fait de la prise en compte du seul niveau de susceptibilité, au détriment de la sinistralité non représentative à l’échelle du département de la Haute-Savoie.

Il ressort de cette carte d’aléa que le phénomène de retrait-gonflement des argiles peut avoir un impact d’extension non négligeable sur le département de la Haute-Savoie, en dépit du très faible nombre de sinistres liés au phénomène qui ont pu être recensés, cela du fait de l’extension des formations argileuses ou marneuses sur l’ensemble du département.

La très faible sinistralité recensée à ce jour dans le département de la Haute-Savoie ayant conduit à considérer le critère de sinistralité comme n'étant pas suffisamment représentatif et discriminant vis-à-vis des formations argileuses, la plupart des sinistres recensés restent localisés dans des zones jugées en aléa faible, considérablement plus étendues. Ainsi, même les communes les plus sinistrées ne sont pour l'essentiel couvertes que par un aléa jugé faible.



9. Conclusion

L’objectif de cette étude était d’établir une carte de l'aléa lié au phénomène de retrait-gonflement des sols argileux dans le département de la Haute-Savoie. La démarche retenue est fondée essentiellement sur une interprétation de la carte géologique et sur la synthèse d'un grand nombre d’informations concernant la susceptibilité au phénomène des formations à dominante argileuse, ainsi que sur la localisation des sinistres liés aux mouvements de terrain différentiels consécutifs à la sécheresse et à la réhydratation des sols.

Cette démarche s'inscrit dans le cadre d'une méthodologie générale développée par le BRGM à la demande du Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement durable et de la Mer et de la profession des assureurs. Mise au point lors d’études similaires menées dans les Alpes-de-Haute-Provence et les Deux-Sèvres, elle a ensuite été appliquée à une soixantaine d’autres départements. D’autres études départementales sont en cours de réalisation, le programme devant à terme couvrir l’ensemble du territoire métropolitain.

La démarche de l'étude a d'abord consisté en l'établissement d'une cartographie départementale synthétique des formations argilo-marneuses affleurantes à sub-affleurantes, à partir de la synthèse des cartes géologiques à l’échelle 1/50 000 et d’observations bibliographiques existantes. La carte synthétique recense en définitive 21 formations, dont l’une des caractéristiques est la forte hétérogénéité, liée à leurs conditions de dépôts ou leur altération superficielle.

Les formations ainsi identifiées ont été hiérarchisées vis-à-vis de leur susceptibilité au phénomène de retrait-gonflement. Cette classification a été établie sur la base de trois caractéristiques principales quantifiables : la nature lithologique dominante des formations, la composition minéralogique de leur phase argileuse (proportion de minéraux gonflants de type smectites et interstratifiés smectites/illite) et leur comportement géotechnique (évalué principalement à partir de la valeur de bleu et de l’indice de plasticité).

D’autres facteurs de prédisposition ou de déclenchement sont connus pour jouer un rôle dans la répartition de l’aléa. Mais la plupart, d’extension purement locale, tels que la végétation arborée, certaines actions anthropiques ou les défauts de fondation, ne peuvent être pris en compte dans le cadre d’une étude réalisée à l’échelle départementale, malgré leur importance souvent déterminante. D’autres, tels que le contexte hydrogéologique, la répartition géographique des déficits hydriques et la configuration topographique n’ont par ailleurs pas été jugés suffisamment discriminants pour être pris en considération dans l’élaboration de la carte d’aléa.

En définitive, la carte départementale d’aléa a été établie à partir de la carte synthétique des formations à dominante argilo-marneuse, en se basant sur leur hiérarchisation au travers de leur susceptibilité, sans considération de la sinistralité.



En appliquant au département de la Haute-Savoie la méthodologie mise au point au niveau national, aucune formation ici identifiée comme argileuse n’a été classée en aléa fort. Seuls deux niveaux d’aléa (moyen et faible) ont donc été distingués afin de caractériser les formations argileuses ou marneuses vis à vis du phénomène de retrait-gonflement. Sur une superficie départementale totale de 4 606 km2,

- 7,9 % a été classé en aléa moyen ;

- 63,8 % a été considéré en aléa faible ;

- 28,3 % correspondent à des zones a priori non concernées par le phénomène.

Il n'est toutefois pas exclu que, sur ces derniers secteurs, se trouvent localement des zones argileuses d’extension limitée, notamment dues à l’hétérogénéité de certaines formations essentiellement sableuses mais présentant des lentilles argileuses ou à l’altération localisée de formations carbonatées. Ces placages ou lentilles argileuses, non cartographiés sur les cartes géologiques (et pour la plupart non cartographiables à l’échelle départementale), sont susceptibles de provoquer localement des sinistres.

Cette carte d'aléa retrait-gonflement des terrains argileux du département de la Haute-Savoie, dont l’échelle de validité est le 1/50 000 et qui est présentée sous forme de planche hors-texte à l’échelle 1/125 000, pourra servir de base à des actions d’information préventive dans les communes les plus touchées par le phénomène. Elle constitue également le préalable à l’élaboration de Plans de prévention des risques naturels (PPRN), en vue d’attirer l’attention des constructeurs et maîtres d’ouvrages sur la nécessité de respecter certaines règles constructives préventives dans les zones soumises à l’aléa retrait-gonflement, en fonction du niveau de celui-ci. Cet outil réglementaire devra insister sur l'importance d’une étude géotechnique à la parcelle comme préalable à toute construction nouvelle dans les secteurs concernés par les formations géologiques à aléa moyen ou faible, notamment en raison de la forte hétérogénéité des formations du département. A défaut, il conviendra de mettre en œuvre des règles constructives type par zones d’aléa, visant à réduire le risque de survenance de sinistres.



10. Bibliographie

Références principales citées dans le texte

AFNOR (1993) – Mesure de la quantité et de l'activité de la fraction argileuse : détermination de la valeur de bleu de méthylène d'un sol par l'essai à la tache. Norme française NF P18-592

Aprahamian J., Pairis B., Pairis J.-L. (1975) – Nature des minéraux argileux et cristallinité des illites dans le massif de Platé et le revers occidental des aiguilles rouges – Implications possibles d’un point de vue sédimentaire structural et métamorphique. Annales du Centre Universitaire de Savoie. Tome II, Sciences naturelles. pp. 95-119

Aste J.-P., Messin M. (1975) – Col de Merdassier - Etude géotechnique du site prévu pour l’implantation d’un centre de colonie de vacances au col de Merdassier commune de Manigod (74). BRGM, rapport 75 SGN 335 JAL, 46 p.

ASTM D 4546 - 90 (1995) - One-dimensional swell or settlement potential of cohesive soils, vol. 4.08, pp. 693–699

Bayle E., avec la collaboration de Le Roy S. (2009) – Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de l’Ain. Rapport BRGM/RP- 57699-FR, 163 p., 63 ill., 3 ann., 3 cartes h.-t. Rapport BRGM en cours de publication

Blondin M., Elineau S., Logeais P., Méjean A. avec la collaboration de Imbault M., Egal E. (2009) – Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de la Savoie. Rapport BRGM/RP-57560-FR, 102 p., 56 ill., 5 ann., 3 cartes h.-t. Rapport BRGM en cours de publication

Cagnard (2008) – Carte géologique harmonisée du département de la Haute-Savoie. BRGM/RP-55930-FR, 329 p., 7 fig., 2 tab., 3 pl. hors texte.

CEBTP sous l'égide de l'AQC, l'APSAD, l'AFAC, la CCR et la FNB (1991) – Détermination des solutions adaptées à la réparation des désordres des bâtiments provoqués par la sécheresse. Guide pratique CEBTP, 3 fascicules

Chassagneux D., Stieljes L., Mouroux P. , avec la collab. de Ducreux G.H. (1995) – Cartographie de l'aléa retrait-gonflement des sols (sécheresse/pluie) dans la région de Manosque (Alpes de Haute Provence). Échelle communale et départementale. Approche méthodologique. Rapport BRGM R 38695

Chassagneux D., Stieljes L., Mouroux P., Ménillet F., Ducreux G.H. (1996) – Cartographie de l'aléa retrait-gonflement des sols (sécheresse-pluie) à l'échelle départementale. Approche méthodologique dans les Alpes de Haute-Provence. Rapport BRGM R39218, 33 p., 6 fig., 1 tab., 4 ann., 1 pl. h.-t.



Chassagneux D., Meisina C., Vincent M., Ménillet F., Baudu R. (1998) – Guide synthétique pour la prise en compte de l'aléa retrait-gonflement à l'échelle nationale. Rapport BRGM R40355, 33 p., 6 fig., 1 tabl., 1 ann., 1 pl. h.-t.

Deconinck J. F. & Charollais J. (1986).- Minéraux argileux des formations crétacées et tertiaires du domaine ultra-helvétique (Unité de Nantbellet, klippe de Sulens, Haute-Savoie): diagenèse et paléoenvironnement. Géologie Alpine, 62, p. 11-30.

DIREN (1981) – Contribution des Services extérieurs du Ministère de l’Agriculture à la connaissance des ressources en eaux souterraines du département Haute-Savoie. Rapport du Service Régional de l’Aménagement des Eaux Rhône-Alpes et de la Direction Départementale de l’Agriculture Haute-Savoie. 70p.

Donsimoni M., Clozier L., Vincent M. , avec la collab. de Motteau M., Gallas J.-C. (2001) – Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département de Seine-Saint-Denis. BRGM/RP-51198-FR, 125 p., 7 fig., 13 tabl., 2 ann., 5 pl. h.-t.

Habib P. (1992) – Les sécheresses de 1989 et 1990. Rev. Fr. Géotech., 58, p. 7-30.

Jauffret D. (2004) – Diagnostic et proposition d’optimisation du réseau de suivi quantitatif des eaux souterraines en Franche Comté. Rapport BRGM/RP-53553-FR. 18 p., 10 tableaux dans le texte, 2 tableaux et 6 cartes h.-t.

Le Roy S., Odent B.E. et Vincent M. (2007) – Actualisation de la carte de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de l’Yonne. Rapport BRGM/RP-55546-FR, 37 p., 17 ill., 2 ann., 3 cartes h.-t., 1 CD-Rom

Méjean A. avec la collaboration de Saint Martin M., Le Roy S. et Elineau S. (2009) – Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de l’Isère. Rapport BRGM/RP-57472-FR, 126 p., 55 ill., 4 ann., 3 cartes h.-t.

Odent B.E. et Le Roy S., avec la collab. de Bousquet Y. et Lustgarten A. (2007) - Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département de la Nièvre. Rapport final – Rapport BRGM/RP-54897-FR. 157 p., 40 ill., 5 ann., 3 pl. h.-t.

Odent B.E., avec la collab. de Baillet L. (2005) - Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département de l'Yonne. Rapport final – Rapport BRGM/RP-54100-FR. 177 p., 41 ill., 6 ann., 3 pl. h.-t.

Prian J.-P., Donsimoni M., Vincent M. avec la collab. de Denis L., Gallas J.-C., Marty F., Motteau M. (2000) – Cartographie de l'aléa retrait-gonflement des argiles dans le département de l'Essonne. BRGM/RP-50376-FR, septembre 2000, 273 p., 32 fig., 11 tabl., 6 ann., 3 cartes h.-t.

Shegg R. (1992) – Coalification, shale diagenesis and thermal modelling in the Alpine Foreland basin : the Western Molasse basin (Switzerland/France). Org. Geochem, vol. 18, N°3, p. 289-300

Tran Ngoc Lan (1977) – Un nouvel essai d'identification des sols : l'essai au bleu de méthylène. Bull. Liaison Labo. Ponts et Chaussées, 88, pp. 136-137



Vincent M., Le Nindre Y.M., Meisina C., Chassignol A.L. (1998) – Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département des Deux-Sèvres. Rapport BRGM R 39967, 89 p.

Vincent M., Bouchut J., Fleureau J.-M. (LMSSMat), Masrouri F. (LAEGO), Oppenheim E. (CEBTP-Solen), Heck J.-V. (CSTB), Ruaux N. (CSTB), Le Roy S., Dubus I., Surdyk N. (2006) - Étude des mécanismes de déclenchement du phénomène de retrait-gonflement des sols argileux et de ses interactions avec le bâti – rapport final. BRGM/RP-54862-FR, 378 p., 308 ill.

Vincent M., Le Roy S., Dubus I., Surdyk N. (2007) - Suivi expérimental des profils hydriques et des déplacements verticaux dans des sols argileux sujets au phénomène de retrait-gonflement. Revue Française de Géotechnique n° 120-121, 4ème trim. 2007, pp. 45-58

Vincent M., Hédou F., Chirouze M., Plat E., Le Roy S. (2008) – Cartographie à l’échelle départementale de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux à des fins préventives. Symposium international Sécheresse et Construction, Marne-la-Vallée, 1-3 sept. 2008, éd. du LCPC, Paris, pp. 55-62

Zornette N. avec la collaboration de Anquetin E. et Krzywda L. (2008) - Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux dans le département de la Haute-Marne. Rapport BRGM/RP-55957-FR, 112 p., 52 ill., 4 ann., 3 cartes h.t.

Autres références thématiques

AFNOR (1995 a) – Géotechnique. Essais de reconnaissance des sols. AFNOR, T1

AFNOR (1995 b) – Essai de gonflement à l'oedomètre. Norme française XP P94-091

AFNOR (1997) – Essai de dessiccation : détermination conventionnelle de la limite de retrait sur le passant à 400 µm d'un matériau. Norme française XP P94-060-1

Alba J.M., Dufor M. (1993) – Phénomènes de gonflement-retrait dans les sols marno-argileux. Ann. Inst. Tech. BTP., Sols et Fondations, 514 p.

Amars S., Baguelin F., Canepa Y. (1987) – Influence de la nappe sur les paramètres mesurés des sols. 9e ECSMFE, 1, p. 3-5

Angulo R., Gaudet J.P., Thony J.L., Vauclin M. (1993) – Détermination expérimentale des caractéristiques hydrodynamiques d'un sol gonflant non saturé pour la modélisation des écoulements. Rev. Fr. Géotech., 62, p. 49-57

Belantour N., Tacherifet S., Pakzad M. (1997) – Étude des comportements mécanique, thermo-mécanique et hydro-mécanique des argiles gonflantes et non gonflantes fortement compactées. Rev. Fr. Géotech., 78, p. 31-50



Biddle P.G. (1983) – Patterns of soil drying and moisture deficit in the vicinity of trees on clay soils. Géotechnique. Vol. XXXIII, pp. 107-126

Blondeau (1993) – Gonflements de remblais. Utilisation de matériaux de démolition. Sycodés Informations, 21, p. 39-41

Caillère S., Hénin, S., Rautureau M. (1989) – Les argiles. Éd. Septima, Paris

Carrière M., Chevalier M., Toulemont M., Verdier M. (1996) – Sécheresse et catastrophe naturelle. Aspects techniques, juridiques et administratifs. « Le comportement des sols et des ouvrages pendant et après les périodes de sécheresse ». Journées d'étude de l'École des Ponts, Paris, 11-12/12/1996

Choisnel E., Noilhan J. (1995) – La prévention des sécheresses. La Recherche, 272, vol. 26, p. 34-40

Coquet Y. (1995) – Étude in situ des phénomènes de retrait-gonflement des sols. Application à deux sols tropicaux peu gonflants. Thèse Univ. d'Orléans

Cui M. (1996) – Les apports de la mécanique des sols non saturés. « Le comportement des sols et des ouvrages pendant et après les périodes de sécheresse ». Journées d'étude de l'École des Ponts, Paris, 11-12/12/1996

Driscoll R. (1983) – The influence of vegetation on the swelling and shrinking of clay soils in Britain. Geotechnique. Vol. XXXIII, pp. 93-105

Filliat G. (1981) – La pratique des sols et fondations – Éditions du Moniteur. N°ISBN : 2-86282-162-4

Flavigny E. (1992) – Discussion de l'article « Retrait-gonflement des argiles, proposition de méthodologie ». Rev. Fr. Géotech., n° 57, 59, p. 75-78

Gillot J.S. (1987) – Clay in engineering geology. In Elsevier (Éd.): Developments in Geological Engineering, 41, 469 p.

Havard M. (1996) – Travaux de terrassements et ouvrages en terre. « Le comportement des sols et des ouvrages pendant et après les périodes de sécheresse ». Journées d'Étude de l'École des Ponts, Paris, 11/12/1996

Holtzapffel T. (1985) – Les minéraux argileux : préparation, analyse diffractométrique et détermination. Mém. Soc. Géol. Nord, 12, 136p.

Kert C. (1999) – Les techniques de prévision et de prévention des risques naturels en France. Rapport de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques. N° 1540 Assemblée Nationale, n° 312 Sénat, avril 1999

Lautrin D. (1989) – Utilisation pratiques des paramètres dérivés de l'essai au bleu de méthylène dans les projets de génie civil. Bull. Liaison Labo. P. et Ch., 160, p. 29-41

Madsen M.T., Müller-Vonmoos M. (1989). The swelling behaviour of clays. In Elsevier (Éd.) : Applied Clay Science, 4, p. 143-156



Madiou H., Lechani M., Hannachi N. (1997) – Patholex : un système expert pour la pathologie dans la construction. Le cas de la sécheresse. Sécheresse, 3, 8, p. 201-206

Magnan D. (1993) – Caractérisation in situ des sols gonflants : l'essai expansol. Thèse de doctorat Univ. Joseph Fourier, Grenoble 1

Magnan J.P. et Youssefian G. (1989) – Essai au bleu de méthylène et classification géotechnique des sols. Bull. Liaison Labo. Ponts et Chaussées, 159, 93-104

Meisina C., Chassagneux D., Leroi E., Mouroux P. (1998) – Cartographie de l'aléa retrait-gonflement des sols argileux. Proposition de méthodologie. Article et présentation au 8e Congrès de l'Association Internationale de Géologie de l'Ingénieur et de l'Environnement

Millot G. (1964) – Géologie des argiles. Masson, Paris, 499 p.

Ministère de l'Environnement, Direction de la Prévention des Pollutions et des Risques, Délégation aux Risques majeurs (1993) – Sécheresse et Construction. Guide de Prévention. Édit. La Documentation Française, Paris

Mouroux P., Margron P., Pinte J.C. (1988) - La construction économique sur sols gonflants. Manuel et méthodes n°14, 125 p., BRGM Éditeur

Mariotti M. (1976) – Le gonflement des sols argileux surconsolidés (aspects du phénomène, influence sur les structures, précautions à envisager). Mines et Géologie, 39, p. 13-28

Noël C. (1991) – Tassement de sols d'assise de fondations consécutifs à la sécheresse. L'expertise dans le cadre de la garantie « catastrophes naturelles ». SNEIC-INFO, 4

Norie A., Vincent M. (2000) - Établissement de Plans de Prévention des Risques Naturels prévisibles : « mouvements différentiels de terrain liés au phénomène de retrait-gonflement des sols argileux » - Approche méthodologique dans le département des Deux-Sèvres. Rapport BRGM/RP-50591-FR, 14 p., 4 fig., 4 ann.

Parcevaux P. (1980) – Étude microscopique et macroscopique du gonflement de sols argileux. Mém. Univ. P. et M. Curie, Paris VI, 266 p.

Pejon O.J., Le Roux A., Guignard D. (1997) – Comportement à l'eau des roches argilo-marneuses, suivi du gonflement, importance de la minéralogie et des textures. Bull. Int. Eng. Geol., 55, p. 105-119

Philiponnat G. (1991) – Retrait-gonflement des argiles, proposition de méthodologie. Rev. Fr. Géotech., 57, p. 5-22

Philiponnat G. (1987) – Sols expansifs en France. Identification et recommandations pour les fondations. 6e Int. Conf. Exp. Soils, 7-10, New Delhi

Piantone P. (1986) – Minéralogie et cristallochimie des phyllosilicates : application à l'étude des altérations hydrothermales. Rap. BRGM 86 DAM 019 GMX, 61 p.



Robinet J.C., Pakzad M., Plas F. (1994) – Un modèle rhéologique pour les argiles gonflantes. Rev. Fr. Géotech., 67, p. 57-67

Schaeffner M. (1989) – Introduction de la valeur de bleu de méthylène d'un sol dans la classification des sols. Recommandation pour les terrassements routiers. Bull. Liaison Labo. P. et Ch., 163, p. 9-16

Scherer M. (1996) – Bilan des périodes récentes de sécheresse en France. « Le comportement des sols et des ouvrages pendant et après les périodes de sécheresse ». Journées d'étude de l'École des Ponts. Paris, 11-12/12/1996

Serratrice J.F., Soyez B. (1996) – Les essais de gonflement. Bull. Liaison Labo. P. et Ch., 204, p. 65-85

Taibi S. (1994) – Comportement mécanique et hydraulique des sols partiellement saturés. Thèse de doctorat, École Centrale, Paris

Taylor R.K., Smith T. J. (1986) – The enginneering geology of clay minerals: swelling, shrinking and mudrock breakdown. Clays Min., 21, p. 235-260

Tessier D. (1990) – Organisation des matériaux argileux en relation avec leur comportement hydrique. In Decarreau (Éd.) : Matériaux argileux : structure, propriétés et applications

Toulemont M. (1996) – Bilan des dommages dus à la sécheresse comme catastrophe naturelle. « Le comportement des sols et des ouvrages pendant et après les périodes de sécheresse ». Journées d'étude de l'École des Ponts, Paris, 11-12 décembre 1996

Toulemont M., Cojean R., Faccendini J.P. (1994) – Cartographie prévisionnelle des sols sensibles à la sécheresse : un outil d'information préventive. Mappemonde, 4, p. 2-4

Vincent M. (2003) – Retrait-gonflement des sols argileux : méthode cartographique d’évaluation de l’aléa en vue de l’établissement de PPR. – 3ème Conférence SIRNAT - Forum des Journées pour la Prévention des Risques Naturels, Orléans, janvier 2003. Actes du Colloque, 7p., 5 fig.

Vincent M. (2003) – Le risque de retrait-gonflement des argiles. – Cahiers de l’IAURIF, n°138, octobre 2003, pp.95-101

Vincent M. (2005) – Cartographie sous SIG de l’aléa retrait-gonflement des argiles à des fins préventives - France – Systèmes d’information géographique et gestion des risques, publication ISTED, janvier 2005, pp.12-15

Vincent M. (2005) – Prévention du risque sécheresse : cartographie départementale de l’aléa retrait-gonflement des argiles et établissement de plans de prévention des risques. – Géologues (revue officielle de l’Union Française des Géologues), 146, septembre 2005, pp.43-47



Vincent M. (2006) – Retrait-gonflement des sols argileux : un aléa géologique lié aux conditions climatiques – Géosciences (la revue du BRGM pour une Terre Durable), n°3, mars 2006, pp. 50 à 55

Vincent M., Bouchut J., Le Roy S., Dubus I., Surdyk N. (2006) – Suivi de l’évolution en profondeur de la dessiccation des sols argileux en période de déficit hydrique. Rapport final de phase 1. Rapport BRGM/RP-54567-FR, 189 p., 127 ill.

Voltz M., Cabidoche Y.M. (1987) – Sur le retrait macroscopique d'un sol argileux gonflant. Modèle de relation entre le retrait vertical et les variations de teneur en eau. Vérification expérimentale du modèle. C.R. Acad. Fr., Paris, 305, série II, p. 511-516

Waschkoski (1999) – Expertises géotechniques « sécheresse 1990 » en vue d'une reconnaissance de catastrophe naturelle. Geo. p. 38-39

Cartes géologiques à 1/50 000

Num

Feuille Libelle Date Publi Auteur

0629 DOUVAINE 1987 Olive P., Vial R., Alain Y., Conrad M.A., et al. 0630 Thonon-Châtel 1965 Badoux H., Agassiz J.F., Ayrton S., et al.

0653 ST JULIEN-EN-GENEVOIS 1997 Donzeau M., Wernli R., Charollais J., Montjuvent G.

0654 ANNEMASSE 1998 Kerrien Y., Turrel C., Monjuvent G., et al. 0655 SAMOENS - PAS-DE-MORGINS 1998 Plancherel R., Caron C., Broquet P. 0677 SEYSSEL 1972 Enay R., Donze P. 0678 ANNECY-BONNEVILLE 1986 Charollais J. (coord.), Ruchat C., Ginet C., et al. 0679 CLUSES 1993 Pairis J.L., Pairis B., Bellière J., et al.

0680 CHAMONIX 1987 Oulianoff N., Bellière J. (coord.), Barféty J.C., et al.

0701 RUMILLY 1970 Gidon P., Enay R., Caillon, Doudoux B.

0702 ANNECY-UGINE 1992 Doudoux B., Rosset J., Barféty J.C., Carfantan J.C., Pairis J.L.

0703 ST-GERVAIS-LES-BAINS 1976 Rosset F., Mennessier G. (coord.), Bellière J., et al.

0704 MONT-BLANC 1979 Corbin P., Oulianof N., Vernet J., et al. ; Antoine P. (coord.)

0726 ALBERTVILLE 1999 Doudoux B., Barféty J.C., Vivier G., et al.



Annexe 1 - Rappels sur le mécanisme de retrait-gonflement des argiles



Le terme argile désigne à la fois une classe granulométrique (< 2 µm) et une nature minéralogique correspondant à la famille des phyllosilicates.

Dans le cadre de cette étude, on s'intéressera essentiellement à la composante argileuse qui constitue les formations géologiques argileuses et/ou marneuses, affleurantes à sub-affleurantes. Dans cette approche géologique, on considère que celles-ci constituent les sols argileux. Cette approche est différente de celle consistant à prendre en compte les sols argileux s.s. dérivant de processus pédogénétiques superficiels complexes.

À l'échelle microscopique, les minéraux argileux se caractérisent par une structure minéralogique en feuillets. Ceux-ci sont constitués d'un assemblage de silicates (SiO3) et d'aluminates (Al2O3) entre lesquels viennent s'interposer des molécules d'eau. La majorité des minéraux argileux appartient à la famille des phyllosilicates 2:1 (deux couches tétraédriques encadrant une couche octaédrique). La structure des assemblages cristallins est variable selon le type d'argile. Certains d'entre eux, telle que la montmorillonite, présentent des liaisons faibles entre feuillets, ce qui permet l'acquisition ou le départ de molécules d'eau.

L'hydratation des cations situés à la surface des feuillets provoque leur élargissement, ce qui se traduit par une augmentation du volume du minéral. C'est le phénomène de gonflement intracristallin ou interfoliaire. Le gonflement est lié au phénomène d'adsorption d'eau sur les sites hydrophiles de l'argile.

Ce processus est réversible. Un départ d'eau entraîne une diminution du volume du minéral. C’est le phénomène de retrait.

Les phénomènes de retrait-gonflement s'expriment préférentiellement dans les minéraux argileux appartenant au groupe des smectites (montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, sauconite) et dans une moindre mesure au groupe des interstratifiés (alternance plus ou moins régulière de feuillets de natures différentes, par exemple illite – montmorillonite).

À l'échelle macroscopique, ces micro-agrégats de feuillets s'organisent en assemblages plus ou moins anisotropes et cohérents, en fonction de la forme des particules élémentaires qui les composent, et en fonction de la force des liaisons entre particules. Ces dernières sont assurées par des molécules d'eau intercalées. Ce mode d'assemblage, qui définit la texture du « sol argileux » dépend de la nature minéralogique des argiles, du mode de sédimentation et de l'état de consolidation du matériau. En particulier, une argile vasarde ne présentera pas la même texture – et donc pas la même cohésion – qu'une argile surconsolidée, par exemple à la suite d'un enfouissement à grande profondeur.

À cette échelle, la variation de teneur en eau dans le sol se traduit également par des variations de volume du matériau. On parle alors de gonflement interparticulaire. Ce phénomène affecte toutes les argiles, mais son amplitude est nettement plus faible que le gonflement interfoliaire (qui n'affecte que certaines argiles).

Les sols argileux se caractérisent donc par une grande influence de la teneur en eau sur leur comportement mécanique. En géotechnique, on identifie d'ailleurs les différents types de sols argileux sur la base de ce critère. Pour cela on détermine les teneurs en eau (dites limites d'Atterberg) à partir desquelles le comportement du



matériau se modifie. Atterberg, puis par la suite Casagrande, ont défini de façon conventionnelle, à partir de la teneur en eau, les limites de divers états de consistance d'un sol donné :

- la limite de liquidité WL sépare l'état liquide de l'état solide ; elle correspond à la teneur en eau à partir de laquelle l'argile commence à s'écouler sous son poids propre ;

- la limite de plasticité WP sépare l'état plastique de l'état solide (avec retrait) ; elle correspond à la teneur en eau en deçà de laquelle l'argile ne peut plus se déformer sans microfissuration ;

L'étendue du domaine plastique compris en ces deux valeurs est dénommée indice de plasticité : IP = WL – WP. Elle représente l'aptitude de l'argile à acquérir de l'eau.

- la limite de retrait WR : lorsque la teneur en eau diminue en dessous de WP, le volume de sol argileux se réduit progressivement, mais le matériau reste saturé en eau jusqu'à une valeur dite limite de retrait qui sépare l'état solide avec retrait de l'état solide sans retrait.

À partir de ce stade, si la dessiccation se poursuit, elle se traduit par une fissuration du matériau. En cas de réhydratation de l'argile, l'eau pourra circuler rapidement dans ces fissures. Au-delà de WR, l'arrivée d'eau s'accompagnera d'une augmentation de volume, proportionnelle au volume d'eau supplémentaire incorporé dans la structure.

Les limites d'Atterberg, qui sont des teneurs en eau particulières, s'expriment, comme la teneur en eau W, en %.

Les phénomènes de retrait (liés à une diminution de volume du matériau qui se traduit, verticalement par un tassement, et horizontalement par une fissuration), et de gonflement (liés à une augmentation de volume), sont donc essentiellement causés par des variations de teneur en eau. En réalité, cependant, le phénomène est aussi régi par des variations de l'état de contrainte, et plus précisément par l'apparition de pressions interstitielles négatives.

Dans le cas d'un sol saturé, la contrainte verticale totale, qui règne dans le sol à une profondeur donnée, est la somme de la pression interstitielle due à l'eau et d'une contrainte dite effective qui régit le comportement de la phase solide du sol (pression intergranulaire). La contrainte totale est constante puisque liée à la charge exercée par les terrains sus-jacents (augmentée éventuellement d'une surcharge due, par exemple, à la présence d'une construction en surface). L'apparition d'une pression interstitielle négative, appelée succion, se traduit donc par une augmentation de la contrainte effective (c'est-à-dire une consolidation du squelette granulaire) et une expulsion d'eau. Un sol argileux situé au-dessus du niveau de la nappe, et qui est saturé, est ainsi soumis à une pression de succion qui lui permet d'aspirer l'eau de la nappe, par capillarité, et de maintenir son état de saturation. Cette pression de succion peut atteindre des valeurs très élevées à la surface du sol, surtout si celle-ci est soumise à une évaporation intense.



Annexe 2 - Regroupement des formations harmonisées retenues pour chaque formation

argileuse



NUM Notation Formation Notation harmo Description harmonisée Superficie

(km²)

A

Complexe de versant ceinturant les massifs (Voirons, pointe des Brasses, pointe de Miribel) (formations de versants)

31,1154

C Colluvions (argiles, limons, sables,

graviers, cailloux), éboulis et moraines remaniées

29,0836

Cb Coulées de boues récentes 1,17111

CB Placage de blocs (Voirons: la Joux) (formations de versants) 0,878801

Cc Cailloutis à matrice argileuse (Ayse) (formations de versants) 0,974704

1 C-E Colluvions diverses et éboulis

SM Glissements de terrain indiférenciés

(terrains glissés en masse ou en coulées, stabilisés)

36,2811

OE Limons 0,727855 2 OE Limons de l'Arande

OE/FGy Limons sur dépôts fluvioglaciaires 1,31111

FJz Cônes de déjection ou d'épandage (vifs ou stabilisés) - post-Würm 99,9893

Fz Alluvions récentes de fond de vallées: sables et graviers 121,005

Fz1

Alluvions fluviatiles récentes, niveaux supérieurs (basses

terrasses supérieures), terrasses emboîtées

2,20876

Fz2 Alluvions fluviatiles récentes, niveau inférieur (lit majeur) 0,227322

3 Fz Alluvions récentes

Fz3 Alluvions fluviatiles récentes, lit mineur 0,7359

FzM Alluvions marécageuses 1,55335

L Dépôts lacustres (cailloutis, sables, argiles et tourbes) 16,408

Pz Dépôts palustres (limons, tourbes, argiles, craie lacustre), marais 4,03069

4 L-T Alluvions lacustres, tourbières et marais

t Tourbières 9,39488

FGy/g2-m1

Alluvion ancienne de bas niveau (galets, graviers, sables, parfois blocs) sur marnes et grès gris à gypse de l'Oligocène sommital-Miocène basal (Chattien sup-

Aquitanien basal auct.)

0,011513

Fx Alluvions fluviatiles anciennes - Riss (à Würm) 0,76674

Fy Alluvions anciennes : sables et graviers 8,97801

Fy1 Alluvions anciennes inframorainiques 0,490323

5 Fx-y Alluvions anciennes

Jy Alluvions torrentielles anciennes (Würm) 0,20631




(km²)

FL Terasses lémaniques indiférenciées (niveaux 3-10-30 m) 6,57528

FL10 Terrasses lémaniques du niveau 10 m: sables, graviers, argiles et limons

- Würm terminal - Holocène 2,6946

FL3 Terrasses lémaniques du niveau 3

m: sables, graviers, limons - Holocène

1,4945 6 FL Terrasses lémaniques

FL30 Terrasses lémaniques glacio-

lacustres du niveau 30 m: sables, cailloutis et limons - Würm terminal

1,16783

FGx-y Argiles feuilletées grises et sables jaunes - Interglaciaire Riss-Würm 0,03239

Fly Dépôts fluviolacustres: argiles

feuilletées (lacs périglaciaires) - Würm

0,379314

GLy Dépôts glacio-lacustres indifférenciés - Würm indifférencié 16,99257

GLyAs Dépôts glacio-lacustres würmiens, faciès de fond : argiles et silts lités -

Würm 42,06871

GLyS Dépôts glacio-lacustres würmiens, faciès de fond : sables argileux -

Würm 2,53312

7 Fga Dépôts glaciaires argileux würmiens

Gy

Dépots glaciaires (moraines) ancients (argiles, sables, galets,

cailloux, blocs), localement à argiles dominantes - Würm à post-Würm

1323,836

FGy Dépôts (alluvions) fluvioglaciaires indifférenciés - Würm indifférencié 16,4941

FGya Alluvions fluvio-glaciaires indifférenciées - Würm ancien 1,9706

FJz1 Cônes de déjection de retrait (terrasses marginales) - Würm 3,97703

Gly_Gs Dépôts glaciolacustres indifférenciés - peu argileux 14,07676

GLyAs_Gs

Dépôts glacio-lacustres würmiens, faciès de fond : argiles et silts lités -

composante plutot graveleuse à sableuse

8,588764

Gy_NA Dépots glaciaires (moraines) ancients sans argiles 467,0441

GyC Dépots morainiques caillouteux,

conglomérats et graviers de progression - Würm à post-Würm

21,0793

Gyp Dépôts morainiques à caractère polygénique, faciès rhodanien 0,680473

8 FG Dépôts glaciaires et fluvio-glaciaires du

Würm

Gz Dépots glaciaires (moraines) historiques (récents à actuels) 17,1956




(km²)

m-apl

Moraine aplanie par écoulement fluvio-glaciaire, matériel glaciaire

remanié superficiellement, formant une surface d' alluvionnement et

d'applanissement tardi-pléistocène - Würmien

7,96158

Pl-m Plateau morainique (Annemasse, Archamps) - Würmien 13,7214

g1-2(1) Molasse rouge d'eau douce et lacustre, calcaires lacustres -

Rupélien sup. à Chattien 21,5119

g1-2(2)

Conglomérats de galets calcaires, brèches et grès (parfois bitumineux), calcaires marneux et marnes claires

- Oligocène moy. à sup.

0,792979

g1B "Grès de Bonneville" (ou "Molasses grises") - Rupélien 2,34105

g2 Calcaires lacustres et marnes gréseuses claires - Oligocène sup. 0,903533

g2-m

Molasses des synclinaux du Jura, molasse argileuse et gréseuse du

bassin de Genève - Oligocène sup. à Miocène

5,7595

g2-m1 Marnes et grès à gypse (anhydrite) - Chattien sup. à Aquitanien basal 0,467961

Gyp/g1-2

Dépôts morainiques (faciès rhodanien polygénique) sur marnes et grès bariolés de l'Oligocène sup

(Chattien inf auct.)

0,736851

m1G

Grès molassique gris à verdâtre, grossier, à intercalations marneuses, molasse bariolée, parfois gypseuse,

molasse gréseuse rnicacée, molasse rouge ou violette -

Aquitanien

18,4701

9 G1-m4 M

Molasses et marnes gréseuses oligo-

miocènes

m2-4

Molasse gréseuse, glauconieuse et séries marneuses intercalées, molasse sableuse à lentilles

marneuses et ligniteuses (Helvétien), grès molassiques verts

ou ocres et conglomérats (base) (Burdigalien) - Burdigalien à

Helvétien

60,343

e1-4b(1) Flysch gréseux ou Grès des Voirons

(Flysch des Voirons - Nappe de Gurnigel) - Danien à Yprésien sup.

4,17494 10 eg1F Flysch marno-gréseux paléogène

e1-4b(2)

Flysch gréseux ou Grès des Voirons (Flysch des Voirons - Nappe de

Gurnigel): conglomérats - Danien à Yprésien sup.

0,931241




(km²)

e2-6(1)

Flysch noir à lentilles de Couches rouges (Mélange supérieur coiffant les nappes des Médianes), schistes marneux noirs - Paléocène sup. à

Eocène moy.

8,79552

e4-5F(2) Calcschistes et flyschs indéterminés (Préalpes externes) - Éocène 0,08251

e6-g1(1)

Formation marno-gréso-micacée (Schistes marno-gréso-micacés),

matrice des flyschs à olistholites (à blocs) - Bartonien - Priabonien à

Rupélien

25,5185

e-gF(2) Flysch et wildflysch (Nappe

inférieure-Klippe de Sulens) - Bartonien à Rupélien ("Stampien")

4,82134

e-gW

Flyschs indifférenciés: (a) matrice entre les éléments (flyschs

chaotiques/dissociés), (b) éléments du mélange (flyschs cohérents),

Wildflyschs (Annemasse) à lentilles d'éléments ultrahelvétiques, à la

base de Nappe Gurnigel - Éocène à Oligocène

5,30766

g1nd Formation olistolithique, flysch à

lentilles (ou blocs) non différenciés - Oligocène inf.

8,98103

g1pr

Flysch à prédominance d'éléments silteux (et schistes à Meletta), flysch à prédominance silteuse (Klippe du

Danay) - Oligocène inf. à moy.

3,3898

g1V

Grès du Val d'Illiez (Zone externe, terrains subalpins) et flysch à

prédominance de grès du Val d'Illiez, conglomérats polygéniques -

Oligocène inf.

2,61232

e5-6

"Marnes de Saxel": marnes grises coupées de petits bancs de grès (Flysch des Voirons - Nappe de

Gurnigel) - Lutétien sup. à Bartonien

0,554654

e6-g1(2)

Marnes à foraminifères, marnes nummulitiques, marnes (et schistes)

à Meletta (Zone externe, terrains subalpins), facies bréchiques dans

marnes à foraminifères et schistes à Meletta - Bartonien - Priabonien à

Rupélien

22,6598

11 e5-g1 Marnes du Lutétien-Rupélien

g1

Flysch indifférencié (à dominance de grès du Val d'illiez ou d'éléments

silteux) et/ou marnes à formaminifères - Oligocène inf.?

2,84264




(km²)

g1M Marnes de Montauban (ou "Marnes

à cyrèses"): marnes grises - Rupélien

1,08885

e5-7(1)

Calcaire blanc à nummulites, formation grise: grès et calcaires

gréseux, formation brune: calcaires argilo-gréseux et marnes (= couches

"des Diablerets" "à Cerithes"), conglomérats (Zone externe, terrains

subalpins), brèches - Lutétien à Priabonien

8,158928

e6

"Dépots lacustres supérieurs": Calcaires argileux gris et schistes

reposant sur un conglomérat dont la base est envahie par des Microcodium (couches à

Microcodium) (Zone externe, terrains subalpins) - Bartonien (à Stampien?)

1,42406

e7-g1T Grès de Taveyanne (Zone externe, terrains subalpins) - Priabonien à

Oligocène basal 42,6968

eFB(p)

"Série à quartzites": alternances de grès quartzitiques et/ou glauconieux,

microbrèches, calcaires, schistes gréseux (Nappe de la Brèche), Flysch (Nappe de la Brèche)

(Paléocène) - Mésocrétacé réuni au Complexe chaotique tertiaire

3,25355

12 eg Grès et calcaires gréseux de l'Eocène

eS Grès sidérolithiques (poches

karstiques) et couches calcaires à Microcodium - Eocène inf. à moy.

2,47585

c1-4

Marno-calcaires et calcaires lithographiques (Nappe inférieure-

Klippe de Sulens) (Préalpes externes) - Cénomanien à Santonien

0,646483

c1-6S Calcaires argileux à spicules :

"Couches de Wang" - Cénomanien à Maastrichtien

2,09837

c1-e4

"Couches rouges" : calcaires argileux et marnes blancs, rouges ou

roses (Nappe des PréAlpes médianes) (Môle, Brasses, Miribel) -

Cénomanien à Yprésien inf.

45,244

c-e3 "Couches rouges": calcaires argileux

blancs ou roses (Nappe de la Brèche) - Campanien à Paléocène

0,077018

13 c1-e5 Calcaires argileux et

marnes du Cénomanien - Lutétien

e4-5 Calcaires argileux plaquetés (Nappe

inférieure-Klippe de Sulens) - Yprésien sup. à Lutétien

0,125605




(km²)

e-gF(2e)

Lentilles de Cénomanien - Santonien dans flyschs et wildflyschs éocènes

à oligocènes (Nappe inférieure-Klippe de Sulens) - Cénomanien à

Santonien

0,009292

c1

Flysch gréso-marneux à lentilles de poudingues ("poudingues de la

Mocausa") (Nappe de la Simme s.l.) - Cénomanien

0,853322

c2-5c

Flysch schisto-gréseux à rares conglomérats et olistolites (Série de

Coicon, Nappe de la Simme) - Turonien à Campanien sup.

("Sénonien")

12,8433

cFH

Flysch à Helminthoïdes (Senonien), flysch gréso-calcaire ("poudingues de Colérin") (Série du Biot, Nappe

des Dranses) à argilites bariolées à sa base (Coniacien - Santonien),

Flysch à Helminthoïdes (Nappe de la Simme s.l.) - Crétacé sup.

52,0833

14 c F Flysch gréso-marneux

et Flysch à Helminthoïdes

nF

Schistes argilo-siliceux bariolés (base de la série) (Albien) et grès grossiers, massifs (sommet de la série) (Age inconnu), (Série du

Fouyet, Nappe de la Simme) - Albien

2,60838

g1(9)

Lentilles de calcaires argileux (Berriasien-Cénomanien) au sein d'une formation olistolithique-d'un

flysch éocène à oligocène - Berriasien à Cénomanien

0,137655

n1(1)

Calcaires, marno-calcaires (sombres), grès à ammonites

(Bornes et Aravis), calcaires, marnes sombres (Bord. occ. Massif Mont-

Blanc - Zone ext .Nappe de Morcles), marno-calcaires

"néocomiens" (Zone ext., terrains subalpins) - Berriasien

14,4252

n1(2) Calcaires et marnes - Berriasien indifférencié 8,23894

n1-2M

Marnes et calcaires marneux sombres à ammonites et calpionelles - Berriasien à

Valanginien

9,22982

15 n1-5_A Calcaires marneux et marnes du Crétacé

inférieur

n1-5a(2)

Calcaires tachetés et marnes schistoïdes "néocomien" (Nappe

inférieure-Klippe de Sulens) (Préalpes externes) - Berriasien à

Aptien inf.

5,7416




(km²)

n2 Marnes noires à ammonites, marnes grises à patine jaune (Zone externe,

terrains subalpins) - Valanginien 2,91082

n2-3a

Alternances calcaires-marnes sombres, marnes schistoïdes,

(Massif des Bornes, Massif des Aravis) - Valanginien à Hauterivien

inf.

2,512374

n2b-3a

Calcaires roux et bicolores (à échinodermes et silex); marnes

rousses (Massif des Bornes, Massif des Aravis, (Zone externe, terrains

subalpins)) - Valanginien sup. à Hautérivien inf.

3,46309

n3(1)

Marnes (sombres), calcaires plaquetés, calcaires pseudo-

noduleux, calcaires spathiques roux glauconieux, "Marnes d'Hauterive",

"Pierre jaune de Neuchâtel" et "Calcaires urgoniens inférieurs

("Urgonien inférieur" auct.) - Hauterivien

15,2078

n3-4

Calcaires gréseux et siliceux (parfois calcaires"à miches" (Massif des

Bornes, Massif des Aravis)) à patine brune, calcaires siliceux à spicules,

marnes silto-gréseuses (Zone externe, terrains subalpins) -

Hauterivien à Barrémien?

124,174

n4-5aUbr Calcaires urgoniens broyés le long de la faille d'Arcalod - Barrémien à

Aptien inf. 0,003705

n5a-c2

Marnes et calcaires gréso-glauconieux (Nappe inférieure-

Klippe de Sulens) (Préalpes externes) - Aptien inf. à Albien -

Turonien p.p.?

1,31202

e-gF(2c)

Lentilles de Berriasien - Aptien inf. dans flyschs et wildflyschs éocènes

à oligocènes (Nappe inférieure-Klippe de Sulens) - Berriasien à

Aptien inf.

0,064277

e-gF(2d)

Lentilles d'Aptien inf. - Albien dans flyschs et wildflyschs éocènes à

oligocènes (Nappe inférieure-Klippe de Sulens) - Aptien inf. à Albien

0,015787

j7-n1P

Calcaires lacustres, marnes (vertes), calcaires argileux, brèches à cailloux noirs. Faciès "purbeckien" -Tithonien ("Portlandien inf"). à Berriasien inf.

1,45479

16 n1-6 Calcaires à passées

marneuses du Crétacé inférieur

n1(2) Calcaires et marnes - Berriasien indifférencié 8,23894




(km²)

n1-2(2) Formations de Pierre-Châtel, Vions,

Chambotte indifférenciées - Berriasien à Valanginien inf.

1,6625

n1-4

Calcaires clairs en plaquettes, à silex et interlits marneux (Nappe des PréAlpes médianes - Môle, Brasses, Miribel), alternances de calcaires à grains fins et schistes noirs (Nappe

des PréAlpes médianes) - Berriasien à Barrémien ("Néocomien")

11,5156

n1a

"Conglomérat du Petit-Bornand": (base) marnes et bancs calcaires

fins lenticulaires, (milieu) conglomérats et niveaux slumpés,

(sommet) marnes et bancs calcaires à phacoïdes (Bornes et Aravis) -

Berriasien

0,020055

n1c Calcaires roux, p.p. gréseux et

argileux ("Formation de Vions") - Berriasien sup.

0,081633

n2(3) Marnes d'Arzier et calcaire roux - Valanginien 7,456162

n3(1)

Marnes (sombres), calcaires plaquetés, calcaires pseudo-

noduleux, calcaires spathiques roux glauconieux, "Marnes d'Hauterive",

"Pierre jaune de Neuchâtel" et "Calcaires urgoniens inférieurs

("Urgonien inférieur" auct.) - Hauterivien

15,2078

n3-5U_A calcaires pouvant contenir des passages marneux 3,966055

n3b-5U Facies Urgonien: avec alternance de marnes localement 78,98967

n5-c1

Calcaires biodétritiques gréso-glauconieux, grès et marnes glauconieux verts ou noirs (à

phosphorites), Grès verts helvétiques, "Gault" (Massifs des

Bornes et des Aravis, "Zone externe, terrains subalpins") - Aptien à

Cénomanien

16,3006

17 j1-6 Calcaires marneux du Jurassique moyen à

supérieur e-gF(2b)

Lentilles d'Oxfordien sup. - Tithonique dans flyschs et

wildflyschs éocènes à oligocènes (Nappe inférieure-Klippe de Sulens)

- Oxfordien sup. à Tithonien

0,240597




(km²)

j1-5

"Couches à Mytilus": conglomérats et marnes charbonneux à silex,

alternances de marnes et calcaires à Mytilus, calcschistes fossilifères, calcaires graveleux (Nappe des PréAlpes médianes) - Dogger à

Oxfordien moy. ("Argovien")

1,42459

j2-3(1)

Calcaires et schistes gréseux, calcaires spathiques à chailles,

alternance de schistes et calcaires (Massif des Aravis et massif du Mont

Joly - Bajocien à Bathonien inf.

15,14303

j2-5b(2)

"Couches de Vervine": calcaires détritiques et marnes brunes (Nappe des PréAlpes médianes) - Bajocien

à Oxfordien moy. ("Séquanien")

0,253268

j2b-4

"Formation du Staldengraben": Alternance de schistes et

calcschistes gris-bruns et de bancs de calcaires gris-verts. Présence de

Cancellophycus et de faunes à ammonites (Nappe des PréAlpes

médianes) - Bajocien sup. à Callovien

1,57928

j3T Calcaires "terreux" (alternances de

calcaires biodétritiques fins et marnes) à ammonites - Bathonien

0,007199

j4J Calcaires ou calcaires marneux à

oolithes ferrugineuses, très fossilifères - Callovien

0,002618

j5b(1)

Calcaires plaquetés et schisteux, gris bleus, finement siliceux ou

spathiques, calcaires plaquetés et noduleux et marnes (Zone externe, Nappe de Morcles) - Oxfordien moy.

("Argovien")

2,259708

j5b(2)

Calcaires marneux, couches marno-calcaires: "de Birmensdorf"

(calcaires fins à spongiaires, calcaires et marnes interstratifiés à

débris d'éponges et biohermes lenticulaires à Spongiaires),

"d'Effingen", "du Geissberg" - Oxfordien moy. ("Argovien

0,022316

j5b(3)

Calcaires argoviens noduleux (parfois rouges) et "marbre de la Vernaz" (Nappe des PréAlpes

médianes) (Môle, Brasses, Miribel) - Oxfordien moy. ("Argovien")

2,39206

j5b-6a Calcaires marneux et calcaires

lithographiques - Oxfordien moy. à Kimméridgien inf.

6,64089




(km²)

j5b-7(1) Calcaires marneux et calcaires

lithographiques à céphalopodes - Oxfordien moy. à Tithonien

7,61191

j5-cF

Séries "des Perrières" et "de la pointe de Chéry" (partie inf. de la

Nappe des Gets): séries gréseuses (Crétacé sup.) - série schisteuse

(Crétacé moy.-sup.) - série à calcaires fins (Jurassique sup. à Crétacé inf.) - Jurassique sup. à

Crétacé sup.

25,3975

j6a1

Calcaires marneux foncés ou calcaires clairs à nodules de silex,

calcaires compacts et calcaires marneux à ammonites, calcaires à

nodules d'algues - Kimmeridgien inf.

0,40783

j6-C Couches à céphalopodes : calcaires et marnes argileuses - Kimmeridgien

inf. à sup. 0,332963

e-gF(2a)

Lentilles d'Oxfordien inf. et moy. dans flyschs et wildflyschs éocènes

à oligocènes (Nappe inférieure-Klippe de Sulens) - Oxfordien inf. à

moy.

0,036988

j1-3

Lentilles de schistes et calcaires du Dogger, "type Arveyes": schistes argileux noirs micacés, schistes

marneux et calcaires fins tachetés gris, grès grossiers micacés et turbiditiques au sein d'un flysch éocène à oligocène - Aalénien à

Bathonien

1,86265

j3-5a

"Terres noires" = schistes marneux, marnes schisteuses grises (Zone

externe, Nappe de Morcles) - Bathonien à Oxfordien inf.

16,753

j4-5b(1)

Schistes ardoisiers contenant des niveaux lenticulaires de brèches

grossières (faciès frontal) (Nappe de la Brèche) - Callovien à Oxfordien

moy.

0,084742

j4-5b(2) Schistes ardoisiers (Nappe de la

Brèche) - Callovien à Oxfordien moy. ("Argovien")

15,8182

18 j2-5b "Terres noires" ,

Schistes marneux du Jurassique

j5(1)

Schistes noirs à nodules, marnes sombres à nodules, alternances marno-calcaires "oxfordiennes"

(Nappe inférieure-Klippe de Sulens) (Préalpes externes) - Oxfordien

1,451




(km²)

l4c-j2a

Schistes argilo-siliceux, à nodules, calcaires gris mylonitisés et schistes

noduleux (Zone externe, terrains subalpins) - "Aalénien s.l." : Toarcien

sup. à Bajocien inf.

69,0906

l-j2a

Schistes sombres en plaquettes, calcaires siliceux (Sinémurien - Lotharingien), marnes, calcaires

spathiques (Lias moy.- sup.), schistes noirs à rouille (Aalénien), schistes sombres (Bajocien inf.)

(Zone ext. Nappe de Morcles) - Lias à Bajocien inf.

4,66389

l1-2(5) Alternances de calcaires lités et de

schistes marno-siliceux (Nappe de la Brèche) - Lias inf. (Sinémurien?)

0,065453

l1-3a(1)

Calcaires gris à niveaux schisteux noirs (Hettangien à Carixien)

("Synclinal médian de Belledonne"), calcaires siliceux, calcaires en plaquettes sombres (Bord. occ.

Massifs Aiguilles Rouges et Mont Blanc) - Hettangien à Sinémurien

14,5496

l2(1)

Alternances régulières de schistes et de calcaires argileux noirs (Nappe

supérieure-Klippe de Sulens) - calcaires spathiques, marnes et calcaires argileux (Klippe des

Annes) - Sinémurien sup.

3,66095

l2-3a Calcaires et schistes, calcaires à entroques (Massif des Aravis et massif du Mont Joly) - Lias moy.

9,65664

l2-4(2)

Schistes inférieurs: schistes calcaires gris ou marneux -

Calcaires massifs, spathiques (en barres, surtout à la base de la série) (Nappe de la Brèche) - Lias moy. à

sup.

16,8637

l2b-4

Calcaires et schistes calcaires : Schistes argilo-calcaires noirs

(Domérien - Toarcien) ("Synclinal médian de Belledonne"), calcaires et

marnes, calcaires marneux (Bord. occ. Massif Mont Blanc) -

Sinémurien sup. ("Lotharingien") à Toarcien

0,373134

19 l1-j1 Calcaires schisteux et marnes du Lias

l3-j1

Calcaires tachetés et schistes, schistes marneux, marnes sombres

à "miches" (Nappe des PréAlpes médianes) - Pliensbachien à

Aalénien

2,14357




(km²)

l4-j1

Lentilles marno-calcaires et de schistes à miches : Lias schisteux (partie médiane de la "Série de la

pointe de l'Au") dans un flysch éocène à oligocène - Toarcien à

Aalénien

1,26193

l4-j4(1)

Marnes beiges et calc. à Cancellophycus, calc. argileux et

siliceux, marnes jaunes (Nappe des PréAlpes médianes), calc. compacts

siliceux gris-noirs ("Formation des Brasses" Nappe des PréAlpes

médianes - Môle, Brasses, Miribel) - Lias sup. à Dogger

26,02766

n1-3(2) Schistes (Région du col de la Seigne - Zone des brèches de Tarentaise) -

Néocomien? 0,928314

l1

Calcaires massifs ooltithiques à silex (sommet); calcaires argileux, marnes et calcaires à lamellibranches, grès glauconieux à huitres (Nappe des PréAlpes médianes) - Hettangien

2,58037

l1-2(1)

Calcaires organo-détritiques noirs, crinoïdiques, à silex (Nappe

supérieure-Klippe de Sulens), calc. biodétritiques à chailles, calc.

argileux, calc. crinoïdiens à chailles (Klippe des Annes) - Hettangien à

Sinémurien inf.

4,20351

l1-2(4)

Calcaires argilo-gréseux et dolomitiques, calcaires compacts fins ou oolitiques, calcaires gréso-

siliceux à silex (Nappe des Préalpes Médianes) - Hettangien à

Sinémurien

1,03889

l2-4(1)

Calcaires spathiques clairs, calcaires glauconieux et marnes à

lammelibranches, calcaires à pentacrines (unité des "calcaires

échinodermiques"), marnes brunes (+/- silex) (Nappe des PréAlpes

médianes - Môle, Brasses, Miribel) - Sinémurien à Toarcien

8,00775

l3-4(1)

Marnes et calcaires siliceux, avec parfois des niveaux à

lammelibranches et ammonites (Nappe des PréAlpes médianes) -

Lias sup.

0,290893

l3a_A calcaires marneux et calcaires 0,942704

20 l1-3a CA Calcaires et calcaires argileux du Lias

l3b(2) Calcaires argileux et marnes

micacées (Klippe des Annes) - Pliensbachien sup. ("Domérien inf.")

1,9295




(km²)

t6-7(4) Dolomies et cargneules - (Nappe

des PréAlpes médianes) - Norien à Rhétien

4,28991

t6-7(5)

Argilites bariolées, rouges à violacées à passées verdâtres

(Nappes des PréAlpes médianes) - Keuper

0,13184

t6b-t7 Dolomies blondes (Nappe des PréAlpes médianes) - Keuper sup. 2,87803

t7(2)

Alternances de schistes noirs et de calcaires fins, dolomitiques et de

lumachelles (Nappe des PréAlpes médianes), calcaires noirs et

marnes, schistes noirs - Rhétien

1,18066

t7b

Alternances de calcaires organo-détritiques, d'argilites vertes et

rouges et de calcaires dolomitiques (Nappe supérieure-Klippe de Sulens) - dolomies, calcaires

dolomitiques et argilites rouges (Klippe des Annes) - Rhétien

0,385533

Calcaires lumachelliques et marnes (Nappe de la Brèche) - Rhétien 0,138085

t7c

Alternances de calcaires organo-détritiques et d'argiles noires

micacées (Nappe supérieure-Klippe de Sulens) - Rhétien

0,337144

tA

Argilites versicolores (Zone externe, Aiguilles-Rouges et Cirque du Fer-à-

Cheval) (Trias sup.), argilites (Bordure occidentale du Massif des

Aiguilles Rouges (Zone complexe de Chamonix-Martigny)) (Trias) - Trias

0,173762

21 t5-7 Dolomies, argilites,

calcaires et marnes du Trias supérieur

tK Cargneules, dolomies blondes, argilites vertes - Trias 0,026272



Annexe 3 - Sinistres localisés et communes reconnues en état de catastrophe naturelle



Communes reconnues en état de catastrophe naturelle au titre des mouvements de terrain différentiels consécutifs à la sécheresse et à la réhydratation des sols et sinistres recensés dans le cadre de l’étude (données actualisées au 25 septembre 2009) :

- Communes reconnues en état de catastrophe naturelle « sécheresse », dates des arrêtés et de leurs parutions au Journal Officiel

- Nombre de sinistres localisés par commune

- Liste des sinistres localisés et formations géologiques concernées

Reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle au titre des mouvements de terrain différentiels consécutifs à la sécheresse et à la réhydratation des sols (données prim.net)

INSEE Commune DATE DEB CatNat

DATE FIN CatNat

DATE ARRETE CatNat DATE JO

74044 BOSSEY 01/07/2003 30/09/2003 09/01/2006 22/01/2006 74052 CERNEX 01/07/2003 30/09/2003 27/07/2006 08/08/2006 74077 CLARAFOND-ARCINE 01/07/2003 30/09/2003 09/01/2006 22/01/2006 74088 COPPONEX 01/07/2003 30/09/2003 09/01/2006 22/01/2006 74109 ELOISE 01/07/2003 30/09/2003 27/07/2006 08/08/2006 74117 ETERCY 01/07/2003 30/09/2003 09/01/2006 22/01/2006 74128 FILLINGES 01/07/2003 30/09/2003 30/03/2006 02/04/2006 74130 FRANCLENS 01/07/2003 30/09/2003 30/03/2006 02/04/2006 74136 LE GRAND-BORNAND 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004 74150 LOISIN 01/07/2003 30/09/2003 30/03/2006 02/04/2006 74181 METZ-TESSY 01/07/2003 30/09/2003 16/06/2006 14/07/2006 74204 LES OLLIERES 01/07/2003 30/09/2003 09/01/2006 22/01/2006 74287 VAILLY 01/07/2003 30/09/2003 11/01/2005 01/02/2005



Nombre de sinistres localisés par commune

INSEE Commune Nombres de

sinistres 74011 ANNECY-LE-VIEUX 2 74016 ARCHAMPS 1 74044 BOSSEY 9 74052 CERNEX 1 74064 CHATILLON-SUR-CLUSES 1 74077 CLARAFOND 1 74088 COPPONEX 1 74117 ETERCY 1 74128 FILLINGES 2 74130 FRANCLENS 1 74136 LE GRAND-BORNAND 2 74137 GROISY 1 74181 METZ-TESSY 1 74204 LES OLLIERES 5 74235 SAINT-GERMAIN-SUR-RHONE 1 74242 SAINT-JORIOZ 1 74243 SAINT-JULIEN-EN-GENEVOIS 1 74287 VAILLY 1 74315 YVOIRE 3



Liste des sinistres localisés

INSEE Commune Identifiant sinistre

X (lambert II étendu,

m) Y (lambert II étendu, m) Année Formation

1 895937,13 2108331,73 L-T 74011 ANNECY-LE-VIEUX 2 896364,24 2109594,95 Fga

74016 ARCHAMPS 16 892980,83 2131967,8 C-E 17 894513,17 2134258,92 2003 Fga 18 894612,5 2134429,51 2003 Fga 19 894457,03 2134429,51 2003 Fga 20 894785,27 2134552,56 2003 Fga 21 894757,2 2134487,82 2003 Fga 22 894817,69 2134619,58 2003 Fga 23 894843,58 2134490 2003 Fga 24 894999,05 2134559,09 2003 Fga

74044 BOSSEY

25 894666,46 2134286,99 2003 Fga 74052 CERNEX 3 887294,85 2125066,71 Fga 74064 CHATILLON-SUR-CLUSES 26 927752,97 2130716,72 2003 FG 74077 CLARAFOND 31 873260,45 2126439,69 2003 Fga 74088 COPPONEX 4 886574,68 2122297,05 Fga 74117 ETERCY 5 885027,1 2105960,76 Fga

6 908039,69 2135618,61 2003 FG 74128 FILLINGES 7 909783,07 2137494,19 2003 FG

74130 FRANCLENS 8 869770,96 2121983,47 2003 Fga 74137 GROISY 9 896020,65 2120427,42 2003 Fga

29 918253,84 2113173,92 2004 Fz 74136 LE GRAND-BORNAND 30 918108 2112949,14 2004 Fz 32 898805,33 2116071,11 2003 G1-m4 M 33 898351,3 2116070,19 2003 Fga 34 897803,55 2117404,79 2003 Fga 35 898782,3 2116001,22 2003 G1-m4 M

74204 LES OLLIERES

36 899297,39 2114716,12 2003 Fga 74181 METZ-TESSY 10 891860,71 2111321,02 2003 L-T 74235 SAINT-GERMAIN-SUR-RHONE 11 869166,61 2123734,18 Fga 74242 SAINT-JORIOZ 12 898092,95 2100648,61 2004 Fz 74243 SAINT-JULIEN-EN-GENEVOIS 27 888231,78 2132009,84 2003 Fga 74287 VAILLY 28 924046,37 2152186,09 2003 Fga

13 908036,37 2159733,79 Fga 14 906773,61 2159529,75 Fga 74315 YVOIRE

15 906881,65 2159969,92 FL



Annexe 4 - Résultats d’analyses des 32 échantillons prélevés pour la minéralogie



1. Protocole analytique

La détermination, qualitative et semi-quantitative, de la fraction argileuse < 2 μm est basée sur l’utilisation de la diffraction des rayons X.

1. Principe

Le principe est basé sur la diffraction d’un faisceau incident sur une structure cristalline selon la loi de Bragg : λ = 2d sinθ où λ correspond à la longueur d’onde du faisceau incident, d représente la distance inter-réticulaire du réseau cristallin analysé et θ l’angle d’incidence du faisceau. En faisant tourner selon un angle θ l’échantillon autour d’un axe perpendiculaire au faisceau incident, il est possible de déterminer les distances d (001) caractéristiques des différents minéraux argileux (Holtzappfel, 1985).

2. Appareillage

L’analyse a été réalisée à l’aide d’un diffractomètre Bruker D4 Endeavor, muni d’une anticathode de cuivre et d'un détecteur rapide Lynxeye. Les modalités expérimentales nécessitent une tension de 40 kV, une intensité de 25mA. Le balayage angulaire s’étend de 2,49 à 32,5 °2θ .

3. Préparation des échantillons

La technique de préparation est décrite en détail par Holtzappfel (1985). Les échantillons sont mis à déliter dans de l’eau distillée. Ils sont ensuite décarbonatés par un traitement à l’acide chlorhydrique dilué à N/5. L’excès d’acide est éliminé par rinçages successifs à l’eau distillée jusqu’à défloculation du matériel. Les suspensions obtenues sont placées en piluliers. Les micro-agrégats sont éliminés par utilisation d’un micro-homogénéisateur. La séparation de la fraction granulométrique inférieure à 2 μm s’effectue en prélevant, à l’aide d’une seringue, la partie supérieure de la suspension (1,5 cm) après décantation pendant 1 h 15 min. Ces paramètres sont calculés d’après la loi de Stokes : t = 190 x /d2 où t représente le temps de décantation, d le diamètre moyen des particules et X la profondeur de chute des particules de diamètre d. La fraction ainsi prélevée est centrifugée à 3500 tours/min. pendant 45 min, le culot obtenu est étalé à l’aide d’une lamelle sur une lame de verre rainurée afin d’orienter les minéraux argileux selon le plan (001).

L’analyse diffractométrique est réalisée sur trois préparations : (1) essai Naturel : échantillon séché à l’air libre, (2) essai Glycolé : échantillon saturé à l’éthylène-glycol pendant 12 heures sous vide afin de provoquer le gonflement de certains minéraux argileux, (3) essai Chauffé : échantillon chauffé à 490°C pendant 2 heures afin de



provoquer la destruction de la kaolinite et la déshydratation des minéraux smectitiques (Holtzappfel, 1985).

4. Analyse semi-quantitative

L’identification des minéraux argileux est réalisée en confrontant la position des raies principales et des harmoniques sur les trois essais réalisés (Brindley & Brown, 1980). L’analyse semi-quantitative (Biscaye, 1965 ; Holtzappfel, 1985) est basée sur l’intégration du signal des pics principaux (I/Io = 100) caractéristiques de chacun des minéraux argileux en présence à l’aide du logiciel MacDiff (Petschick, 2000). Les minéraux smectitiques sont caractérisés par un pic à 14Å sur l’essai naturel, qui gonfle à 17Å lors de l’essai glycolé et se rétracte à 10Å pour l’essai chauffé. L’illite est caractérisée par un pic basal à 10Å pour les trois essais (naturel, glycolé et chauffé). La chlorite est déterminée par la présence de 4 pics situés à 14Å, 7.1Å, 4.75Å et 3.54Å sur les trois essais. La kaolinite est caractérisée par deux pics à 7.2Å et 3.58Å sur les essais naturel et glycolé, qui disparaissent au chauffage. La reproductibilité de l’analyse, basée sur 3 mesures par diffraction des rayons X à partir de 5 aliquotes d’une même préparation, est de 5% (Bout-Roumazeilles, 1995).

Biscaye, P.E., 1965, Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans: Geological Society of America Bulletin, v. 76, p. 803-832.

Brindley, G.W., and Brown, G., 1980, Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-ray Identification: London, Mineralogical Society, p. 495.

Holtzapffel, T., 1985, Les minéraux argileux. préparation, analyse diffractométrique et détermination: Lille, Société Géologique du Nord, 136 p.

Petschick, 2000, MacDiff, Freeware.

2. Résultats des analyses minéralogiques (diffraction des rayons X)

Les échantillons 25 et 35 sont largement dominés par la présence de smectite avec des valeurs de 90% et 83% respectivement. L’échantillon 30 est lui aussi très riche en smectite, qui représente 62% du cortège argileux, associée à 36ù d’illite.

Les échantillons 19 et 34 sont également riches en minéraux gonflants (55 et 50% respectivement) associés à de l’illite (40% et 34% respectivement).

Les échantillons 36 et 1 sont dominés par les minéraux gonflants (50% du cortège argileux) associés à un cortège minéralogique assez varié.



Les échantillons 6, 7, 12, 28 et 41 sont dominés par les minéraux de type vermiculitique (sans propriétés de gonflement). On retrouve 84% de vermiculite dans l’échantillon 6 et 74% dans l’échantillon 12. Les échantillons 7, 28 et 41 contiennent respectivement 70%, 64% et 60% d’interstratifiés vermiculitiques, associés à 30% d’illite pour l’échantillon 28.

Les échantillons 2-éch1 et 2-éch2 sont dominés par une association d’illite (37 et 40% respectivement), de minéraux gonflants smectitiques (26% à 36%) et de minéraux non-gonflants de type vermiculitiques (20% et 7%).

Les échantillons 3, 4 et 5 sont caractérisés par une minéralogie mixte avec 28% à 35% d’illite, associée à 20-25% de chlorite, 20 à 25% de minéraux gonflants smectitiques, et 20% de vermiculite spécifiquement dans l’échantillon 3.

Les échantillons 32, 9 et 38 sont largement dominés par l’illite (77%, 73% et 67% respectivement). On observe 11% de minéraux gonflants smectitiques dans l’échantillon 9.

Les échantillons 40, 13 et 10 sont riches en illite avec des teneurs proches de 60% avec des teneurs variables en minéraux gonflants (35% pour l’échantillon 13, 22% pour l’échantillon 11, 15% pour l’échantillon 40).

Les échantillons 21 et 22 sont caractérisés par 55% et 53% d’illite respectivement associés à 45% et 42% de chlorite. L’échantillon 26 comporte 55% d’illite associée à 17% de minéraux gonflants smectitiques.

Les échantillons 11, 20 et 27 sont caractérisés par l’association de l’illite (43%, 37% et 40%) avec des minéraux gonflants smectitiques (25%, 40% et 32% respectivement).

L’échantillon 31 est composé de 40% d’illite associé à 30% de vermiculite.

L’échantillon 23-24 est dominé par l’association de la chlorite (40%) avec 25% de minéraux vermiculitiques non-gonflants et 15% de minéraux gonflants de type smectitique.

L’échantillon 39 est caractérisé par l’abondance des minéraux non-gonflants vermiculitiques (45%) associés à 20% d’illite et 15% de minéraux smectitiques gonflants.

Le tableau qui suit reprend la composition minéralogique (en %) de la fraction argileuse inférieure à 2 µm.



Numéro Label Minéraux gonflants % (smectite +

interstratifiés illite-smectite)

Illite % Interstratifiés non-gonflants / vermiculite %

Chlorite %

Kaolinite %

Minéraux accessoires

1 L-T 50% (40+10) 20% 8%** 7% 15% Quartz

2-ech1 Fga 26% (17+9) 37% 20%** 9% 8% Quartz

2-ech2 Fga 36% (29+7) 40% 7%* 11% 6% Quartz ; (FeOOH)

3 L-T 26% (26+0) 28% 20%* 20% 6% -

4 g1-m4M 25% (25+0) 35% 15%** 25% - Quartz, feldspath

5 g1-m4M 20% (20+0) 35% 20%** 25% - Quartz, feldspath

6 N1-5_A - 5% 84%* 11% - Quartz

7 eg - 10% 70%** 20% - Quartz, feldspath

9 eg1F 11% (0+11) 73% - 12% 4% Quartz

10 e5-g1 22% (0+22) 59% - 15% 4% Quartz, feldspath

11 e5-g1 25% (0+25) 43% 15%** 12% 5% Quartz

12 eg1F - 11% 74%* 10% 5% Quartz

13 n1-6 35% (0+35) 60% - 5% Quartz, FeOOH

19 cF 55% (10+45) 40% _ 5% Quartz

20 cF 40% (35+5) 35% 10%* 5% 10% Quartz

21 j1-6 - 55% - 45% - Quartz

22 j1-6 5% (0+5) 53% - 42% - Quartz

23-24 j2-5b 15% (0+15) 15% 25%** 40% 5% Quartz



Numéro Label Minéraux gonflants % (smectite +

interstratifiés illite-smectite)

Illite % Interstratifiés non-gonflants / vermiculite %

Chlorite %

Kaolinite %

Minéraux accessoires

25 c1-e5 90% (90+0) 2% - 5% 3% Quartz

26 c1-e5 17% (17+0) 55% - 13% 15% Quartz

27 C-E 32% (22+10) 40% 15%* 10% 3% Quartz

28 t5-7 - 30% 64%** 5% 1% -

30 l1-3aCA 62% (62+0) 36% - 2% - Quartz

31 Fx-y 10% (0+10) 40% 15%** /15%* 15% 5% Quartz, feldspaths

32 Fz - 77% - 17% 6% Quartz, feldspaths

34 OE 50% (37+13) 34% - 9% 7% Quartz, feldspaths

35 C-E 83% (83+0) 10% - 3% 4% Quartz

36 n1-6 50% (50+0) 15% - 15% 20% Quartz, traces de FeOOH

38 Fga 5% (0+5) 67% - 21% 7% Quartz, feldspaths

39 Fx-y 15% (0+15) 20% 25%** /20%* 15% 5% Quartz, feldspaths

40 Fg 15% (0+15) 60% - 17% 8% Quartz

41 FL 10% (10+0) 10% 60%**/ 10%* 7% 3% -

Tableau 1 : Composition minéralogique (en %) de la fraction argileuse inférieure à 2 µm. V*= vermiculite, V-C***= minéraux interstratifiés chlorite-vermiculite non-gonflants.



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

1G -

1G - (Multiple Diagram)

smectite

chlorite

illitechlorite + kaolinite

illite chlorite

quartz kaolinite

chlorite

quartz + illite

1 - 1C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

2-1G -

2-1G - (Multiple Diagram)

smectite

chlorite

illite

chlorite + kaolinite illite

chlorite quartzkaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

2.1 - 2-1C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

2-2G -


smectitechlorite

illite

chlorite + kaolinite

illite

chlorite quartz kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

2.2 - 2-2C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

3G -


illite

chlorite + kaoliniteillite

quartz

kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite

chlorite/vermiculite

3 - 3C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

4G -



illite chlorite + kaolinite

illite


quartz

chlorite

quartz + illite

4 - 4C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

5G -



illite


illite chlorite/vermiculite

quartz

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

5 - 5C -



d (Å)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

6G -



illite


illite chlorite/vermiculite

quartz

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

6 - 6C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

7G -



illite chlorite + kaolinite

illite chlorite/vermiculitequartz

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

7 - 7C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

9G -



illite


chlorite/vermiculitequartz

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

9 - 9C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

10G -


chlorite

interstratifiés

Illite (001)

Kaolinite+Chlorite

illite (002)

chlorite quartz

chlorite

Kaolinite

quartz + illite

feldspaths

10 - 10C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

11G -


chlorite

illite

interstratifiés

kaolinite + chloriteillite

chlorite quartz

quartz + illite

feldspathskaolinite

chlorite

11 - 11C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

12G -


chlorite + vermiculite

illite

kaolinite + chlorite

illite chloritequartz

quartz + illite

feldspaths

kaolinite

chlorite

12 - 12C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

13G -


illite

interstratifiés

kaolinite + chlorite

illite

chlorite

quartz

quartz + illite

feldspathskaolinite

chlorite

FeOOH

13 - 13C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

19G -


chlorite + vermiculiteillite

kaolinite + chloriteillite quartz

quartz + illite

feldspathskaolinitechlorite

19 - 19C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

20G -


smectitechlorite/vermiculite

illite


quartz

kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

20 - 20C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

21G -


smectite


illite


illite

quartzkaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

21 - 21C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

22G -


smectite


illite


illite

quartz

kaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

22 - 22C -

d (Å)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

23-24G -


smectite


illite


illite

quartz

kaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

23.24 - 23-24C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

25G -


smectite


illite


illite

quartz

kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

25 - 25C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

26G -


smectite


illite


quartzkaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

26 - 26C -



d (Å)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

27G -



illite


quartz

kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

27 - 27C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

28G -


illite


illite

quartzkaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

interstratifiés 14s-14c (smectite-chlorite)

28 - 28C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

30G -


illite


illite

quartz kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite

30 - 30C -

d (Å)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

31G -


illite


illite quartz

kaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite


31 - 31C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

32G -


illite


illite

quartzkaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite


32 - 32C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

34G -


illite


illite quartz kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite


32 - 32C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

35G -


illite


illite

quartz

kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite


35 - 35C -

d (Å)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

36G -


illite


illite

quartzkaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite


36 - 36C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

38G -


illite


illite

quartz kaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés chloritesmectite


38 - 38C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

39G -


illite


illite

quartz

kaolinite

chlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite


39 - 39C -



d (Å)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

40G -


illite


illite

quartz kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite


40 - 40C -

d (Å)

0

10000

20000

30000

40000counts

20 15 10 8 6 5 4 3 2.8

41G -


illite


illite

quartz

kaolinitechlorite

quartz + illite

interstratifiés

chlorite

smectite


41 - 41C -



Annexe 5 - Liste et coordonnées des bureaux d’étude ayant fourni des données géotechniques

Centre Etudes Techniques Equipement Lyon C.E.T.E Lyon 25, Avenue François Mitterrand 69500 Bron

Tél. : 04.72.15.89.10

FONDASOL 290, rue des Galoubets

84140 MONTFAVET

Tél. : 04.90.31.23.96 Fax : 04.90.32.59.83 58, Avenue des Bruyères

69150 DECINES

Tél. : 04.72.37.68.88 Fax : 04.72.37.68.52 50, espace trois fontaines

38140 RIVES

Tél. : 04.76.32.66.70 Fax : 04.76.65.37.11

GEOTEC Z.I. de Genas rue Jean Perrin 69740 GENAS

Tél. : 04 72 79 46 50

Hydrogeotechnique Sud-Est ZI Les Grands Crets 6, rue Gaspard Monge 38550 SAINT MAURICE L EXIL

Tél. : 04.74.85.67.67 Fax : 04.74.85.53.45

SAGE 2, rue La Condamine 38610 Gières

Tél. : 04.76.44.75.72



SOL ETUDE 144, route des Vernes BP 10015 74371 PRINGY CEDEX

Tél. : 04.50.09.46.60 Fax : 04.50.09.60.08

Centre scientifique et technique

3, avenue Claude-Guillemin BP 6009

45 060 - Orléans Cedex 2 – France Tél. : 02 38 64 34 34

Service Risques Naturels et sécurité de stockage du CO²

Unité Risques de Mouvements de terrain et érosion 117, avenue de Luminy - BP 167

13 276 – Marseille Cedex 09 – France Tél. : 04 91 17 74 74

Service géologique régional Rhône - Alpes 151 Boulevard Stalingrad 69 626- Villeurbanne cedex - France Tél. : 04 72 82 11 51

cartographie de l'aléa retrait- gonflement des sols argileux dans le

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