cartographie de l’aléa retrait- gonflement des sols...

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

le département de l’AinRapport final

BRGM/RP- 57699-FR octobre 2009

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

département de l’Ain Rapport final

BRGM/RP- 57699-FR octobre 2009

Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 06RISD18

E. Bayle Avec la collaboration de

S. Le Roy

Vérificateur : Nom : Emmanuelle PLAT

Date : 08 octobre 2009 Signature :

Approbateur : Nom : Yves SIMEON

Date : 31 octobre 2009

Signature :

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, Ain, Rhône Alpes. En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

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, 135 p., 53 ill., 4 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 l’Ain

BRGM/RP-57699-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 dernièrement au cours de l’été 2003.

L’Ain fait partie des départements français touchés par le phénomène, puisque 409 sinistres imputés à la sécheresse y ont été recensés dans le cadre de la présente étude, dont 399 ont pu être localisés avec suffisamment de précision par rapport à l’échelle des cartes utilisées. Fin septembre 2009, 47 communes des 419 que compte le département ont été reconnues au moins une fois en état de catastrophe naturelle pour ce phénomène, pour des périodes comprises entre juin 1989 et septembre 2003, soit un taux de sinistralité de 11,2 %. Le département de l’Ain se classe ainsi à la 52ème place en termes de nombre total d’occurrences (arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle en distinguant par commune et par périodes). A fin 2006, le coût des sinistres dus à la sécheresse, indemnisés en France depuis 1989 au titre du régime des catastrophes naturelles, a été évalué par la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) à plus de 3,9 milliards d'euros, dont 5,1 millions d’euros pour le département de l’Ain, ce qui en fait le 51ème 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 l’Ain, 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, et qui couvre dès à présent une partie de la région Rhône-Alpes.

L’étude a été conduite par le service Risques naturels et stockage du CO2 (unité Risques de Mouvements de Terrain), en collaboration avec son Service Géologique Régional de 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 DDT de l’Ain.

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 vingt formations ainsi identifiées et cartographiées ont ensuite fait l’objet d’une


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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 urbanisée, afin de permettre des comparaisons fiables entre les formations.

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, et se répartissent de la manière suivante :

- 15 % de la superficie départementale est classée en aléa moyen ;

- 74 % sont caractérisés par un aléa faible ;

- 11 % 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 terrains argileux du département de l’Ain, 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 (PPR), 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 sinistre.



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 l’Ain ..................................................................23

3.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET MORPHOLOGIQUE..................................23

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

3.3. CONTEXTE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL ..........................................................26 3.3.1. Principales entités géologiques du département de l’Ain .........................26 3.3.2. Histoire tectonique....................................................................................28

3.4. CONTEXTE HYDROGÉOLOGIQUE : LES DIFFÉRENTES MASSES D’EAU SOUTERRAINES DE L’AIN...............................................................................29

4. Identification et cartographie des formations géologiques à composante argilo-marneuse......................................................................................................31

4.1. DOCUMENTS ET MÉTHODOLOGIE UTILISÉS...............................................31 4.1.1. Méthode utilisée .......................................................................................31 4.1.2. Établissement de la carte des formations argileuses au sens large.........33



4.2. LITHOSTRATIGRAPHIE DES FORMATIONS ARGILEUSES AU SENS LARGE .............................................................................................................. 34 4.2.1. Éboulis du Quaternaire [E] ....................................................................... 36 4.2.2. Colluvions et formations de versant [C] ................................................... 37 4.2.3. Dépôts tourbeux [T].................................................................................. 38 4.2.4. Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais [R] ............................. 39 4.2.5. Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires [Fz] ............................. 40 4.2.6. Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône [Fy-z] ................. 41 4.2.7. Limons sur formations quaternaires [OE-G]............................................. 42 4.2.8. Limons sur marnes du Pliocène [OE-p] ................................................... 43 4.2.9. Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire [G]44 4.2.10. Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes [p-IVBs] ......... 46 4.2.11. Marnes de Bresse pliocènes [p-IVBm]............................................. 47 4.2.12. Molasses avec alternances argilo-marneuses oligocènes et

miocènes [m1-3]....................................................................................... 48 4.2.13. Calcaires, marno-calcaires et marnes de l’Hauterivien [n3] ............. 49 4.2.14. Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien [n1-2] ............ 50 4.2.15. Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien [j6-7] ............ 51 4.2.16. Niveaux marneux de l’Oxfordien [j5m] ............................................. 52 4.2.17. Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l’Oxfordien [j3-5]......... 54 4.2.18. Calcaires, marno-calcaires et marnes du Bajocien et Bathonien [j2-

3] 56 4.2.19. Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien [l-j1m] ................... 58 4.2.20. Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons [t-l] .......... 59

4.3. REMARQUES SUR LES FORMATIONS NON ARGILEUSES......................... 60

5. Caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique des formations retenues .................................................................................................................. 61

5.1. CRITÈRES DE HIÉRARCHISATION ................................................................ 61 5.1.1. Critères retenus........................................................................................ 61 5.1.2. Méthode de classification......................................................................... 61

5.2. CRITÈRE LITHOLOGIQUE............................................................................... 62 5.2.1. Définition du critère lithologique et barème.............................................. 62 5.2.2. Caractérisation lithologique...................................................................... 63

5.3. CRITÈRE MINÉRALOGIQUE ........................................................................... 63 5.3.1. Définition du critère minéralogique et barème ......................................... 63 5.3.2. Caractérisation minéralogique ................................................................. 64



5.4. CRITÈRE GÉOTECHNIQUE.............................................................................70 5.4.1. Définition du critère géotechnique et barème...........................................70 5.4.2. Teneur en eau (Wn) .................................................................................71 5.4.3. Indice de plasticité (Ip)..............................................................................71 5.4.4. Essais au bleu de méthylène (Vb)............................................................72 5.4.5. Retrait linéaire (Rl)....................................................................................72 5.4.6. Coefficient de gonflement (Cg).................................................................73 5.4.7. Caractérisation géotechnique...................................................................74

6. Élaboration de la carte de susceptibilité ..............................................................77

6.1. DÉTERMINATION DU DEGRÉ DE SUSCEPTIBILITÉ .....................................77

6.2. SYNTHÈSE .......................................................................................................79

6.3. CARTE DE SUSCEPTIBILITÉ...........................................................................80

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

7.1. PROCÉDURE DE DEMANDE DE RECONNAISSANCE DE L’ÉTAT DE CATASTROPHE NATURELLE..........................................................................83

7.2. IDENTIFICATION DES COMMUNES SINISTRÉES .........................................84 7.2.1. Localisation des communes sinistrées .....................................................84 7.2.2. Analyse des périodes de reconnaissance de l’état de catastrophe

naturelle ou d’apparition des désordres ...................................................86

7.3. COLLECTE DES DONNÉES DE SINISTRES...................................................87

7.4. FRÉQUENCE D’OCCURRENCE RAPPORTÉE A LA SURFACE URBANISÉE92 7.4.1. Détermination de la densité d’urbanisation par formation ........................92 7.4.2. Détermination du critère densité de sinistres ...........................................94

8. Carte d’aléa .............................................................................................................97

8.1. DÉTERMINATION DU NIVEAU D’ALÉA...........................................................97

8.2. CARTE D’ALÉA ...............................................................................................100

9. Cohérence avec les départements limitrophes .................................................103

10. Conclusion .....................................................................................................105

11. Bibliographie..................................................................................................107



Liste des illustrations

Illustration 1 – Schématisation de la dessiccation des sols argileux en période sèche .............. 13 Illustration 2 – Géographie générale du département de l’Ain (fond Geotatlas). ........................ 23 Illustration 3 - Carte géomorphologique du département de l’Ain. .............................................. 24 Illustration 4 – Caractéristiques climatiques de la station d’Ambérieu (données Météo France) ........................................................................................................................................ 25 Illustration 5 - Extrait de la carte géologique de la France à 1/1 000 000 sur l’Ain (BRGM)........................................................................................................................................ 26 Illustration 6 – Assemblage des cartes géologiques à 1/50 000 couvrant l’Ain .......................... 32 Illustration 7 – Carte départementale synthétique des formations argilo-marneuses ................. 35 Illustration 8 – Répartition départementale des Éboulis [E]......................................................... 36 Illustration 9 – Répartition départementale des Colluvions et formations de versant [C]............ 37 Illustration 10 – Répartition départementale des Dépôts tourbeux [T] ........................................ 38 Illustration 11 - Répartition départementale des Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais [R].................................................................................................................................. 39 Illustration 12 – Répartition départementale des Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires [Fz]............................................................................................................................... 40 Illustration 13 - Répartition départementale des Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône [Fy-z]........................................................................................................... 41 Illustration 14 - Répartion départementale des Limons sur formations quaternaires [OE-G]. ................................................................................................................................................ 42 Illustration 15 - Répartition départementale des Limons sur marnes du Pliocène [OE-p] .......... 43 Illustration 16 - Répartition départementale des Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire [G] ................................................................................... 45 Illustration 17 - Répartition départementale des Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes [p-IVBs]. .......................................................................................................... 46 Illustration 18 - Répartition départementale des Marnes de Bresse pliocènes [p-IVBm]............ 47 Illustration 19 - Répartition départementale des Molasses avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes [m1-3]. ................................................................................ 48 Illustration 20 - Répartition départementale des Calcaires, marnocalcaires et marnes de l’Hauterivien [n3]. ......................................................................................................................... 49 Illustration 21 - Répartition départementale des Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien [n1-2]........................................................................................................................ 50 Illustration 22 - Répartition départementale des calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien [j6-7]..................................................................................................................... 51 Illustration 23 - Répartition départementale des Niveaux marneux de l’Oxfordien [j5m]. ........... 53 Illustration 24 - Répartition départementale des Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l’Oxfordien [j3-5]........................................................................................................ 55



Illustration 25 - Répartition départementale calcaires, marno-calcaires et marnes du Bajocien et Bathonien [j2-3m]. .....................................................................................................57 Illustration 26 - Répartition départementale des Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien [l-j1m]..........................................................................................................................58 Illustration 27 - Répartition départementale des Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons [t-l] .....................................................................................................................59 Illustration 28 – Hiérarchisation de la susceptibilité en fonction de la nature argileuse de la formation ..................................................................................................................................62 Illustration 29 – Note lithologique des formations argileuses retenues .......................................63 Illustration 30 – Hiérarchisation des formations en fonction du pourcentage de minéraux gonflants.......................................................................................................................................64 Illustration 31 – Données et notes minéralogiques des formations argileuses retenues.............69 Illustration 32 – Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction de l’indice de plasticité de la formation...........................................................................72 Illustration 33 – Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction de la valeur au bleu de méthylène de la formation ........................................................72 Illustration 34 – Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction du retrait linéaire de la formation....................................................................................73 Illustration 35 – Barême d’évaluation de la susceptibilité au retrait-gonflement en fonction du coefficient de gonflement de la formation .................................................................73 Illustration 36 – Synthèse des données géotechniques recueillie ...............................................75 Illustration 37 – Barême d’attribution d’un niveau de susceptibilité d’une formation argileuse.......................................................................................................................................77 Illustration 38 - Susceptibilité des formations argileuses retenues. .............................................78 Illustration 39 – Superficie des formations par niveau de susceptibilité. .....................................79 Illustration 40 - Carte de susceptibilité au retrait-gonflement dans le département de l’Ain...............................................................................................................................................81 Illustration 41 - Arrêtés interministériels et occurrences dans l’Ain. ............................................85 Illustration 42 - Communes concernées par des arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle sécheresse et nombre de sinistres recensés et localisés.........................86 Illustration 43 – Années d’apparition des sinistres dans le département de l’Ain.......................87 Illustration 44 – Résultats de l’enquête aux communes. ............................................................88 Illustration 45 – Répartition géologique des sinistres localisés....................................................91 Illustration 46 – Carte du bâti sur le département de l’Ain. ..........................................................93 Illustration 47 – Nombre de sinistres et taux d’urbanisation par formation.................................94 Illustration 48 – Sinistralité et notes de densité de sinistres ........................................................96 Illustration 49 – Niveau d’aléa des formations. ............................................................................98 Illustration 50 - Classement des formations en fonction de leur niveau d’aléa............................99 Illustration 51 – Répartition des superficies par niveau d’aléa...................................................100



Illustration 52 – Carte départementale de l’aléa retrait-gonflement de l’Ain.............................. 102 Illustration 53 – Juxtaposition des cartes d’aléa limitrophes à l’Ain .......................................... 103

Liste des annexes

Annexe 1 - Rappels sur le mécanisme de retrait-gonflement des argiles................................. 115 Annexe 2 – Sinistres localisés et communes reconnues en état de catastrophe naturelle ..................................................................................................................................... 119 Annexe 3 – Liste et coordonnées des entreprises ayant fourni des données géotechniques ........................................................................................................................... 131 Annexe 4 – Prélèvements et analyses d’échantillons VBS et diffraction X............................... 133

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

es 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 et, tout dernièrement, 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).

Sous un climat tempéré, les argiles situées à faible profondeur sont souvent déconsolidées, humidifiées et ont 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 l’évapotranspiration.

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), près de 8 000 communes françaises, réparties dans 90 départements, ont été reconnues au moins une fois en état de catastrophe naturelle à ce titre. A fin 2006, le coût des sinistres dus à la sécheresse, indemnisés en France depuis 1989 au seul titre du régime des catastrophes naturelles, a été évalué par la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) à plus de 3,9 milliards d'euros, ce qui en fait la deuxième cause d’indemnisation derrière les inondations.

La région Rhône-Alpes, bien qu’initialement relativement épargnée par ce phénomène, a connu au cours de l’été 2003 une recrudescence de sinistres, en particulier en ce qui concerne l’Ain. Le département de l’Ain, d’une superficie de 5 785,2 km2 compte environ 573 000 habitants (estimation INSEE 2006). Fin septembre 2009, 47 des 419 communes y ont été reconnues au moins une fois en état de catastrophe naturelle sécheresse, soit un taux de sinistralité de 11,2 %.

L



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 a souhaité réaliser une carte de l'aléa retrait-gonflement dans le but de définir 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’œuvre 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 stockage du CO2 du BRGM (unité Risques Mouvements de Terrain), en collaboration avec le Service Géologique Régional de 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 de prévention des risques naturels majeurs, dans le cadre d’une convention de cofinancement signée avec la Préfecture de l’Ain le 18 octobre 2006 et ayant fait l’objet d’un avenant en date du 18 novembre 2008.

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, 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 l’Ain, 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 aux 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 a besoin de 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 dans le département de l’Ain 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 sous nos climats tempérés, 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. 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, ce qui permettra d’obtenir des résultats homogènes au niveau national. Les départements voisins de l’Ain, à savoir, le Jura, la Saône-et-Loire, le Rhône, l’Isère ont déjà fait l’objet d’une telle étude (Le Roy et Méjean, 2009 ; Le Roy, 2008 ; Renault, 2008 ; Mejean, 2009), alors que la cartographie de l’aléa dans les départements de Savoie et Haute-Savoie est actuellement en cours, 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 du BRGM et 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. 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 1/150 000.

La première étape a consisté à cartographier toutes les formations argileuses ou 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.

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, 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 effectuées par le CETE de Bron et les Autoroutes Paris-Rhin-Rhône, et de nombreux rapports d’expertise de sinistres réalisés par différents bureaux d’études.



Pour des 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, du bilan hydrogéologique départemental de l’Ain réalisé par la DREAL (DIREN, 1999) 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 croisée avec la localisation des sinistres qui se sont déjà produits.



Pour ce faire, un recensement des sinistres sécheresse a été effectué auprès de l’ensemble des communes du département. Ces données ont été complétées par les dossiers conservés par la Caisse Centrale de Réassurance et par certains bureaux d’études qui ont accepté que leurs archives soient exploitées à cet effet. Après élimination des doublons (sinistres récurrents sur un même site ou données identiques issues de sources différentes), ce sont 399 sites de sinistres qui ont été localisés sur cartes topographiques de l’IGN à l’échelle 1/25 000. Ils sont répartis dans 63 communes et l’échantillon peut donc être considéré comme représentatif de l’occurrence spatiale du phénomène dans le département de l’Ain.

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 le taux d’urbanisation de chacune des formations géologiques. Ce taux a été calculé à partir de la couche bâti de la BDTOPO de l’IGN à l’échelle 1/25 000.

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 : le niveau d’aléa vis à vis du phénomène de retrait-gonflement a été 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 l’Ain

3.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET MORPHOLOGIQUE

Le département de l’Ain se situe au nord de la région Rhône-Alpes et est entourée des départements de la Savoie, de la Haute Savoie, de l’Isère, du Rhône (région Rhône-Alpes), du Jura (région Franche-Comté) et de la Saône-et-Loire (région Bourgogne) (Illustration 2).

Avec une superficie de 5 785,2 km² selon les données de la BD Carto© de l’IGN et calculée en coordonnées cartésiennes Lambert II étendu (5 650 km² hors réseau hydrologique), l’Ain se place au 57ème rang des départements français en termes de superficie. Par ailleurs, le département comptait 566 743 habitants (données INSEE pour 2006), soit une densité de plus de près 99 habitants/km² similaire à la densité nationale. Le chef-lieu du département est Bourg-en-Bresse et les trois chefs-lieux d’arrondissement sont Belley, Gex et Nantua. L’Ain est composé de 419 communes, réparties en 43 cantons.

Illustration 2 – Géographie générale du département de l’Ain (fond Geotatlas).

L’Ain est limité par les frontières naturelles que sont le Rhône et la Saône. Il présente deux domaines bien distincts (Illustration 3).



- à l’Est, une physionomie montagneuse caractérise le paysage avec la partie sud du massif Jurassien qui compose le Pays de Gex, la région du Bugey et le Revermont premier contrefort du Jura. Le Crêt de la Neige (1720 m), point culminant du massif du Jura, domine cette région. Parmi les sommets principaux, on trouve également le Reculet (1717 m), le Grand Crêt (1702 m), le Crêt de la Goutte (1621 m) et le Grand Colombier (1540 m). Deux grandes vallées, celles de Nantua et du Bugey constituent des zones à enjeux de part leurs activités économiques et leurs infrastructures (autoroutes, voies ferrées) ;

- à l’Ouest, le paysage présente une physionomie de plaine qui contraste avec la partie Est du département. Le bassin sédimentaire de la Bresse constitue la majeure partie de cette zone de plaine. Au Sud de la rivière la Veyles la région de la Dombes, plateau d’origine morainique, est légèrement surélevée par rapport au bassin bressan et se caractérise par de nombreux étangs naturels.

Illustration 3 - Carte géomorphologique du département de l’Ain.

Concernant le réseau hydrographique, le département de l’Ain est drainé par de nombreux cours d’eau organisés en trois bassins principaux :

- le bassin de la Saône qui constitue la frontière naturelle ouest du département. Ce bassin comprend les rivières de la Reyssouze, la Seille, la Chalaronne et la Veyle qui sinuent à travers le bassin sédimentaire de la Bresse ;

- le bassin l’Ain qui recoupe le département par le centre selon un axe nord-sud. Les rivières appartenant à ce bassin sont : l’Oignin, le Veyron, l’Ecotay, le Riez, l’Oiselon, le Suran, l’Albarine et le Toison ;



- le bassin du Rhône composé des rivières du Furans, du Gland, de la Sereine, du Cotey, du Seran et de la Valserine, qui constitue la frontière est et sud du département.

3.2. CONTEXTE CLIMATIQUE

Le département de l’Ain constitue une intersection entre plusieurs climats : alors que l’ouest du département est essentiellement soumis à un climat proche du climat continental, avec des étés particulièrement chauds et orageux, le climat est montagnard sur la partie en relief à l’est du département, avec des précipitations neigeuses en hiver. Le Val-de-Saône subit des influences méridionales, se traduisant par un important ensoleillement favorable.

Illustration 4 – Caractéristiques climatiques de la station d’Ambérieu (données Météo France)

En ce qui concerne l’année 2003, qui a donné lieu au plus grand nombre de sinistres dans le département, la sécheresse a débuté dès le mois de février avec un léger déficit pluviométrique et une insolation bien supérieure à la normale, malgré des températures en retrait. Dès le mois de mars, les températures deviennent sensiblement supérieures aux normales saisonnières, avec des températures pouvant dépasser de 3,5 °C les températures normales, et les précipitations restent sensiblement déficitaires. Cette sécheresse se poursuit aux mois d’avril et mai, et s’accentue dès le mois de juin avec des précipitations bien inférieures à la moyenne et des températures dépassant couramment les normales saisonnières. Deux records de température maximale ont été atteints à Ambérieu en 2003 (38°C en juin et 40°C en août). Il s’agit du second été le plus sec depuis les années 1950 (le premier étant en 1976). Les quelques orages survenus en juillet ne suffisent pas à atteindre les normales pluviométriques pour ce mois, et les totaux pluviométriques depuis le début de l’année n’atteignent que 50 à 75 % des normales pour le département.



3.3. CONTEXTE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL

3.3.1. Principales entités géologiques du département de l’Ain

Les formations géologiques du département de l’Ain se divisent selon quatre entités identifiées ci-après (cf extrait de la carte géologique de la France à l’échelle 1/1 000 000 en illustration 5) :

- le fossé bressan, bassin d’effondrement avec un remplissage marneux ;

- le plateau de la Dombes, constitué de formations fluvio-glaciaires recouvertes par des limons ;

- l’extrémité sud du massif du Jura, à la structure complexe dans la région du Bugey et avec sa succession de plis formant la Haute-Chaîne du Jura dans des formations calcaires ;

- les formations molassiques en bordure du bassin helvétique, au Pays de Gex.

Illustration 5 - Extrait de la carte géologique de la France à 1/1 000 000 sur l’Ain (BRGM)

Fossé Bressan

Plateau de la Dombes

Massif du Jura

Bassin helvétique



Le fossé bressan

Durant l’Oligocène, une distension de direction est-ouest a séparé la plaine de la Bresse et le Jura engendrant la formation du fossé Bressan axé nord-sud. Cette phase de subsidence est accompagnée par la mise en place d’un lac de grande extension : le lac Bressan, associé au dépôt de sédiments lacustres (évaporites, calcaires lacustres, marnes…).

L’histoire géologique de la plaine de la Bresse est marquée par les glaciers du Pléistocène. Pendant cette période, le glacier du Rhône s’est avancé jusqu’à Bourg en Bresse. A l’Est, la plaine de la Bresse est caractérisée par un important recouvrement à dominance argileuse et sableuse (marnes de Bresse). Tandis qu’à l’Ouest, les marnes de Bresse sont recouvertes par une nappe de cailloutis d’origine alpine (galets avec bancs sableux et lentilles argileuse) et de limons.

Le plateau de la Dombes

Le plateau de la Dombes est caractérisé par une couverture morainique mise en place durant le Quaternaire lors de l’avancée des glaciers alpins. Cette couverture morainique donne un aspect plus bosselé et plus irrégulier que la morphologie du domaine bressan. L’histoire sédimentaire de la Dombes est essentiellement dû aux glaciations du Riss (épisode glaciaire le plus étendu du Quaternaire), dont l’extension du glacier du Rhône est visible jusqu’aux abords de Lyon. Le passage du glacier a laissé place à différents faciès morainiques constitués d’un mélange hétérogène d’argiles, de sables et de cailloux, ainsi qu’à plusieurs arcs morainiques.

Durant cette période, plusieurs grands lacs d’origine glaciaires ont été mis en place, et donc des alluvions d’origine glacio-lacustres. L’emplacement de ces lacs est encore bien visible dans le plateau de la Dombes Les épisodes glaciaires du Würm n’ont pas atteint le territoire de la plaine de la Bresse, mais ont participé à la mise en place des dépôts loessiques en recouvrement sur les moraines caractérisant le plateau de la Dombes.

Le massif du Jura

L’Est du département est caractérisé par la partie méridionale de la chaîne du Jura. Les montagnes du Jura sont essentiellement constituées de séries Jurassiques composées de formations calcaires, souvent massives, et marneuses, variant d’une centaine de mètres à près de 1 000 m d’épaisseur. Toutes les séries du Jurassique sont représentées au sein du massif, tandis que les formations du Crétacé (marnes et calcaires-marneux) sont moins courantes. Les formations triasiques, peu affleurantes, ont joué un rôle important dans la formation des reliefs. Celles-ci ont formé le principal niveau de décollement lors de la formation du Jura. Localement, des formations quaternaires (glaciaires et fluviatiles) recouvrent les dépôts sédimentaires.

En plan, la chaîne du Jura se présente comme un grand arc orienté SSW-NNE, avec un relief nettement dissymétrique. Trois domaines principaux se distinguent d’ouest en



est : les zones préjurassiennes, le Jura externe (plateaux jurassiens) et le Jura interne (Haute-Chaîne).

Cette structure est due aux poussées d’origine alpine (Miocène). Au sein du département, on distingue plusieurs unités jurassiennes :

- En bordure est du domaine jurassien, la zone préjurassienne s’étend du Revermont au sud de la Bresse pour se réduire au niveau du plateau Jurassique de l’Ile Cremieu. Le domaine préjurassien est constitué de zones tabulaires ou sub-tabulaires, qui forment des plateaux de faibles étendues. Ces plateaux sont parcourus par des failles principalement orientées est-ouest, plus nombreuses au niveau du Bas Bugey, ce qui donne à cette zone un aspect plus accidenté que la partie Revermont.

- Le massif du Jura se poursuit par le Jura des plateaux, formés par des plis anticlinaux très développés. Les deux principaux plateaux de la zone sont séparés par le synclinal d’Hauteville. Ces plateaux sont souvent inclinés légèrement vers l’intérieur de la chaîne, et parfois parcourus par d’importantes failles de direction est-ouest (accident majeur). Cette zone de plateaux est caractéristique des reliefs de la chaîne du Jura.

- Puis, dans la continuité du Jura des plateaux, se trouve le Jura interne ou Haute Chaîne du Jura. Cette partie du massif dessine un arc montagneux qui s’infléchit pour rejoindre la dépression molassique suisse au nord, et pour se confondre avec les reliefs formés par les Préalpes au Sud. Les montagnes qui composent la Haute Chaîne sont formées par une succession de grands plis anticlinaux orientés nord-sud. Ces plis sont le plus souvent coffrés et affectés par de nombreuses failles chevauchantes, orientées parallèlement à la chaîne.

Le bassin helvétique

L’extremité Nord-Est de l’Ain, situé au pied de la Haute-Chaîne du Jura, appartient au bassin de Genève, où le substratum secondaire forme une cuvette ouverte vers le nord-est. Son remplissage est constitué de molasse Oligocène et de dépôts quaternaires glaciaires et fluviatiles.

3.3.2. Histoire tectonique À la fin du Secondaire (- 65 Ma), la mer épicontinentale qui jusque là recouvrait entièrement le Jura, se retire définitivement.

À l'Oligocène (- 33 à - 23 Ma), les failles méridiennes et subméridiennes jouent et accentuent la dépression de la Bresse.

Le Miocène (- 23 à - 5 Ma) correspond à une grande période de stabilité tectonique.

Le paroxysme orogénique se produit à la fin du Miocène (- 5 Ma). La Haute Chaîne se soulève, puis la couverture secondaire se décolle et se déforme de façon plus ou moins souple suivant son épaisseur et sa nature lithologique. Dans la Haute Chaîne, où la couverture est la plus épaisse, les plis sont plus développés et plus réguliers que dans le Jura externe, caractérisé par un style tectonique plus cassant et des plis de



moindre amplitude. C'est aussi à cette époque que la couverture, décollée du socle, se déplace vers l'extérieur en provoquant les chevauchements importants des parties externes du Jura sur la Bresse.

L'histoire plus récente du Jura est marquée par des déformations et des soulèvements surtout dans les zones tectonisées. Les reliefs sont la proie des glaciers pour les zones les plus hautes, et soumis à l'action des eaux courantes responsables de la morphologie structurale typique actuelle.

3.4. CONTEXTE HYDROGÉOLOGIQUE : LES DIFFÉRENTES MASSES D’EAU SOUTERRAINES DE L’AIN

L'abaissement du niveau des nappes en période de sécheresse ou, au contraire, leur élévation après une période de précipitations peut éventuellement se traduire par des modifications de teneur en eau (dessiccation ou imbibition) dans certaines formations géologiques argileuses ou marneuses, et contribuer ainsi au déclenchement de mouvements de terrain différentiels.

Toutefois, les variations piézométriques des principales nappes du département jouent un rôle limité dans la variation de teneur en eau des sols argileux de surface, phénomène qui est plus imputable à l’action prépondérante de l’évapotranspiration. Il n’est cependant pas exclu que des petites nappes superficielles (localisées dans des alluvions ou des lentilles sableuses), puissent jouer localement un rôle plus important. En effet, dans le cas d’une nappe à faible profondeur, les phénomènes de remontées capillaires atténuent la dessiccation de la zone non saturée. Inversement, en cas de baisse généralisée du niveau de la nappe, la dessiccation de la zone non saturée sera d’autant plus importante. Par ailleurs, dans le cas d’une alternance de couches argileuses et sableuses, les niveaux sableux seront sujets à des fluctuations rapides de teneur en eau, qui influeront directement sur la teneur en eau des argiles sus-jacentes, donc sur le retrait ou le gonflement de ces dernières.

Au sein du département de l’Ain, quatre grands systèmes aquifères sont identifiés (« Bilan Hydrogéologique Départemental de l’Ain » – DIREN, 1999) ; ces ensembles sont en corrélation avec les grands ensembles géologiques du département.

a) La vallée de la Saône

Le premier système aquifère correspond à la vallée de la Saône, à l’ouest du département. La principale formation aquifère est constituée par les alluvions de la Saône datant du Quaternaire. Ces alluvions présentent des faciès variés allant des sables fins à des sables à graviers et galets, parfois surmontés de limons. Ces alluvions renferment une nappe semi-captive peu profonde en relation avec la Saône.

b) L’ensemble Bresse-Dombes

Le second système aquifère est constitué par l’ensemble Bresse-Dombes, au sein duquel peut se distinguer deux ensembles. Au nord, la plaine de la Bresse est principalement constituée de sédiments datant du Tertiaire, à dominante argileuse



avec des intercalations de matériaux plus grossiers (avec une fraction sableuse). Des formations d’origine fluviatile (Quaternaire) sont également présentes au sein de la plaine de la Bresse. Ces hétérogénéités rendent l’hydrogéologie du fossé Bressan particulièrement complexe avec localement des niveaux aquifères de caractéristiques variables. Au sud, le plateau de la Dombes qui est caractérisé par un paysage marqué par les nombreux étangs d’origine glaciaire. Les niveaux aquifères de la Dombes sont constitués par des alluvions du type fluviatile (cailloutis, graviers, galets avec une fraction sableuse). La couverture morainique de la Dombes constitue ponctuellement des niveaux aquifères.

Peu de sources sont observables dans la partie Bresse-Dombes, les quelques sources présentes, sont localisées aux interfaces entre les formations argileuses et celles plus perméables.

c) Le Jura méridional

Le troisième système aquifère est constitué par la partie méridionale du Jura. Cette unité est formée de terrains datant du Secondaire (Trias à Crétacé) à dominante calcaires et marno-calcaire. Ces formations vont constituer des systèmes karstiques suite à la dissolution des roches carbonatées sous l’action de l’eau. Ces systèmes karstiques vont représenter la principale ressource en eau du Bugey. Les dépôts quaternaires présents dans les synclinaux du Jura constituent également d’importants systèmes aquifères. De nombreuses sources d’origine karstique sont observables au niveau du Jura méridional.

d) Le Pays de Gex

Le Pays de Gex constitue le quatrième système aquifère du département. Les dépôts datant du Quaternaire (glaciaires, fluvio-glaciaires, et fluviatiles) du bassin du Pays de Gex sont caractérisés par une grande hétérogénéité. Le remplissage alluvionnaire du bassin constitue de très bonnes réserves en eau. De nombreuses sources sont observables sur tout le versant du Pays de Gex, notamment entre Bellegarde sur Valserine et Pougny.



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 l’Ain, 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 l’Ain. Les cartes à 1/50 000, réalisées pour un grand nombre d’entre elles dans les années quatre-vingt, 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 le cadre de diagnostics de sinistres retrait-gonflement ou de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle, 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 des cartes géologiques couvrant le département comporte tout ou partie de 22 coupures (Illustration 6).



Illustration 6 – Assemblage des cartes géologiques à 1/50 000 couvrant l’Ain

A partir de ces cartes géologiques à 1/50 000, 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). Les cartes pédologiques n’ont pas été utilisées (essai dans le département voisin du Rhône non concluant), elles ne représentent souvent que des horizons trop superficiels du sol (en général inférieurs au premier mètre), le phénomène de retrait-gonflement des argiles affectant des horizons pouvant atteindre deux à trois mètres de profondeur. C’est pourquoi la méthodologie retenue à l’échelle nationale privilégie comme donnée de base les cartes géologiques au 1/50 000, en général plus représentatives des phénomènes pouvant affecter des fondations de constructions.

Une carte de ces différentes formations a été établie en homogénéisant et raccordant entre elles les 22 coupures géologiques à l’échelle 1/50 000. Elle servira de support à l’élaboration de la carte finale de l’aléa retrait-gonflement.



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 de Bresse du Pliocène 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 l’Ain 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, d’autant plus qu’elles ont en général occasionné un nombre de sinistres non négligeable.

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

La carte des formations argileuses de l’Ain (Illustration 7) 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 formations sont finalement retenues sur cette carte, présentée également en illustration hors-texte à l’échelle 1/150 000.



4.2. LITHOSTRATIGRAPHIE DES FORMATIONS ARGILEUSES AU SENS LARGE

Ce chapitre dresse l’inventaire des formations géologiques argileuses du département de l’Ain retenues dans le cadre de cette étude (Illustration 7). Une brève description en est présentée, basée principalement sur les notices des cartes géologiques à l’échelle 1/50 000.

Les formations sont décrites dans un ordre stratigraphique, depuis les plus récentes jusqu'aux plus anciennes.

A l’exception des alluvions, les formations quaternaires (colluvions, éboulis, altérites…) se présentent en général sous forme de lambeaux localisés ou de véritable couverture dont l’épaisseur peut varier de quelques décimètres à plusieurs mètres. Elles peuvent, dans certains cas, ne pas être représentées sur les cartes géologiques. En effet, une carte géologique est une représentation interprétative correspondant à des critères de choix du ou des auteurs en fonction des attentes de la communauté scientifique à l’époque de la réalisation de la carte. De plus, l’échelle 1/50 000 est souvent mal adaptée à la représentation de plaquages superficiels de faible extension, constitués d’argiles d’altération qui peuvent s’exprimer sous différentes formes : poche d’argile, karst, zone fracturée, lentille de colluvions, etc.



Illustration 7 – Carte départementale synthétique des formations argilo-marneuses



4.2.1. Éboulis du Quaternaire [E]

Ils sont développés dans la partie orientale et montagneuse du département (Illustration 8), notamment

- dans le pays du Bugey, où ils forment des manteaux discontinu, excepté dans la vallée cluse des Hopitaux ;

- en bordure de la Haute-Chaîne au nord-est du département, où les affleurements sont étendus et jointifs ;

- en rive droite du Rhône, où quelques éboulis et solifluxions des alluvions quaternaires et/ou des moraines sont relativement fréquentes.

Les épaisseurs sont extrêmement variables. D’un point de vue lithologique, le cas le plus courant est une matrice argileuse avec des éléments rocheux calcaires.

Illustration 8 – Répartition départementale des Éboulis [E].



4.2.2. Colluvions et formations de versant [C]

Il s’agit de formations de remaniement, en général peu épaisses (quelques mètres), issues du démantèlement de formations diverses. Dans le massif jurassien, ces formations de versant proviennent souvent de niveaux marneux situés en amont. Elles se distinguent par leur hétérogénéité lithologique et granulométrique : cailloutis (chailles, galets en bordure du Jura), sables, matrice argileuse en proportions souvent importantes.

Comme le montre l’illustration 9, les colluvions ont essentiellement été cartographiées dans le nord du département, sur les cartes 626 (St-Amour) et 651 (Bourg-en-Bresse), mais très peu sur les cartes 602 (Tournus) et 625 (Mâcon). Elles proviennent du lessivage des formations affleurantes (Marnes de la Bresse) et occupent des fonds de vallée. Les formations de versant sont, quant à elles, très ponctuelles, en extrémité sud du massif jurassien ou près de la Haute-Chaîne.

Illustration 9 – Répartition départementale des Colluvions et formations de versant [C].



4.2.3. Dépôts tourbeux [T]

Cette formation est très peu représentée à l’échelle départementale, mais la mauvaise qualité de ces sols (très forte compressibilité) ne permet pas de les assembler à une autre formation, étant donné qu’il ne s’agit pas de phénomènes de retrait-gonflement stricto-sensu. Leurs extensions sont locales et très réduites en superficie, elles apparaissent peu sur la carte à l’échelle départementale (Illustration 10).

La tourbe se rencontre dans les zones marécageuses ou les vallées mal drainées et dans de nombreuses dépressions fermées dans le massif jurassien, en particulier dans les combes argoviennes où elle a été localement exploitée (la Pesse, les Moussières) ou sur le plateau de la Dombes, également exploitée localement. Ces milieux de dépôt sont très ponctuels (Illustration 10).

Illustration 10 – Répartition départementale des Dépôts tourbeux [T]



4.2.4. Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais [R]

Cet ensemble regroupe d’une part les argiles d’altération et les formations morainiques remaniées et/ou altérées.

Géographiquement, cette formation allongée nord/sud se situe le long du versant occidental du massif du Jura, essentiellement dans la vallée du Suran. Elles proviennent de l’altération des niveaux marneux jurassiques (dont l’Oxfordien) ou de niveaux morainiques.

Les épaisseurs sont très variables et très difficiles à évaluer. Dans cette formation ont été regroupés les divers remblaiements et épandages réalisés pour l’aménagement de la zone urbaine de Bourg-en-Bresse. Ces sols sont en général constitués de débris divers (déchets industriel et agricoles, matériaux de démolition…) et d’un remaniement de matériaux géographiquement proches et donc en général potentiellement argileux (marnes de Bresse ou formations morainiques).

Illustration 11 - Répartition départementale des Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais [R].



4.2.5. Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires [Fz]

Cette formation comprend les Alluvions récentes (à l’exception de celles de la Saône regroupées au sein de la formation Fy) qui sont par nature très hérérogènes, avec une granulométrie variée, allant des galets et blocs aux argiles. L’ensemble reste essentiellement sablo-argileux à caillouteux sur des épaisseurs inférieurs à la dizaine de mètre (6 m dans la vallée du Suran), sauf les alluvions du Rhône et de l’Ain, dont l’épaisseur dépasse parfois la vingtaine de mètres.

Cette formation contient également les alluvions d’origine fluvio-glaciaires, réparties dans les vallées creusées dans le plateau de la Dombes. La granulométrie de ces formations est souvent sablo-caillouteuse (carte de Villefranche-sur-Saône n°674) ou limoneuse (carte de Belleville n°650), mais la matrice peut devenir argilo-sableuse voire plus ponctuellement argileuse.

Cette formation affleure essentiellement dans la moitié sud du département, dans les vallées du massif du Jura (vallée du Suran, vallée de l’Ain), le long du Rhône et près des cours d’eau à fort régime hydraulique du bassin helvétique (Pays de Gex), comme le montre l’illustration 12. Certaines terrasses du val de Saône sont également constituées d’alluvions peu argileuses.

Illustration 12 – Répartition départementale des Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires [Fz].



4.2.6. Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône [Fy-z]

Cette formation affleure essentiellement au niveau du fossé bressan (au nord-ouest du département) et regroupe les Alluvions de la Saône et les Alluvions anciennes des cours d’eau.

La distinction des alluvions du Rhône et de celles de la Saône a été effectuée en raison de différences lithologiques indéniables, provenant essentiellement :

- de deux régimes hydrauliques distincts ;

- de la nature des formations géologiques traversées.

Les Alluvions de la Saône sont souvent argileuses (parfois plastiques).

Il faut également citer les alluvions des cours d’eau traversant la dépression bressanne (composée de marnes), en rive gauche de la Saône dont la matrice est argileuse, avec des passages sableux. Les épaisseurs sont réduites à quelques mètres (tel que sur la carte n°626) : 3 à 4 m d’épaisseur dans le bassin du Solnan, 5 à 6 m dans le bassin du Sevron et environ 10 m d’épaisseur dans le bassin de Reyssouze.

Illustration 13 - Répartition départementale des Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône [Fy-z].



4.2.7. Limons sur formations quaternaires [OE-G]

Les limons recouvrent plus de 1/5ème du département (Illustration 14). Sur l’ensemble des cartes de la partie occidentale du département de l’Ain, ces limons recouvrent deux types de formations argileuses :

- les formations morainiques et fluvio-glaciaires quaternaires, et ;

- les formations marneuses de la Bresse.

Il a été choisi de distinguer dans cette étude les limons en fonction de la formation qu’ils recouvrent. Les épaisseurs sont variables, parfois inférieures au mètre, auquel cas l’influence de la formation argileuse sous-jacente doit être pris en compte.

La limite entre les deux recouvrements est axée est/ouest, via notamment la vallée la Veyle. Les limons recouvrent irrégulièrement les moraines dombistes. Leur épaisseur est maximale dans les dépressions, et minimale voire nulle au sommet des reliefs (collines de Dompierre, Chalamont, etc.). D’après la carte géologique n°675 (Ambérieu) située en partie à ce niveau, cette couverture, continuée de limons fins, jaunes et jaune grisâtre, est compacte, sans structure et massive. L'épaisseur est très variable : en moyenne 1 à 3 m, avec un maximum connu d’environ 5 m.

L'essentiel du limon de la Dombes pourrait s'être déposé pendant le Riss récent, justifiant sa décalcarisation sur toute son épaisseur. Cependant, l'attribution au Würm d'une partie du limon de la Dombes n'est pas improbable.

Illustration 14 - Répartion départementale des Limons sur formations quaternaires [OE-G].



4.2.8. Limons sur marnes du Pliocène [OE-p]

Ces limons présentent une extension relativement limitée du nord du département jusqu’au niveau de Bourg-en-Bresse, dans la dépression bressane (Illustration 15). Ils sont très caractéristiques des régions mal drainées tels que les plateaux, où ils ne peuvent être perturbés par le réseau hydrographique.

La caractéristique de cette formation est de recouvrir le complexe des marnes de Bresse, essentiellement marno-sableux. Ces limons sont peu puissants (quelques décimètres à 2-3 m) et leur origine n’est pas établie avec précision. Il peut s’agir de la décarbonatation des formations caillouto-marneuses ou argileuses sous-jacentes, qui ont pu être mises en place sur les plateaux ou remaniés sur les pentes.

Cette formation est essentiellement cartographiée sur les feuilles géologiques n°626 (St-Amour) et 651 (Bourg-en-Bresse), d’où son extension limitée au nord du département (très peu cartographiée sur la carte 603 de Montpont-en-Bresse). Elle n’a pas été cartographiée dans le département voisin de Saône-et-Loire.

Illustration 15 - Répartition départementale des Limons sur marnes du Pliocène [OE-p]



4.2.9. Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire [G]

Ces formations sont issues du démantèlement des Alpes par les glaciers qui ont recouvert tout le plateau de la Dombes, jusqu’à la Saône durant les grandes glaciations du Würm, du Riss et du Mindel, quelques vallées du massif jurassien, ainsi que le bassin molassique helvétique.

D’après l’ensemble des cartes géologiques à 1/50 000, les complexes morainiques sont essentiellement constitués d’argiles souvent sablo-caillouteuses, avec des blocs.

La carte géologique n°675 (Ambérieu-en-Bugey) dispose d’une description complète de cette formation sur le plateau de la Dombes : deux faciès principaux y co-existent :

- La moraine de fond est riche en matrice argilo-sableuse qui forme la plus grande partie du sédiment, généralement de couleur gris-jaune ou gris-beige, claire, fortement carbonatée. Dans cette matrice amorphe, sont disséminés en désordre des éléments grossiers de toutes tailles (essentiellement graviers et cailloutis) avec parfois des blocs (très rares). Localement il peut s'y individualiser des bancs ou lentilles d'argile pure, d'épaisseur décamétrique à métrique. C'est ce faciès qui constitue le tapis morainique recouvrant l'ensemble du plateau dombiste sur une épaisseur moyenne inférieure à 10 m. On ne peut l'observer qu'à la faveur de rares ravinements naturels, de travaux de voierie ou de fondations.

- La moraine d'ablation est essentiellement caillouteuse. C'est un cailloutis plus ou moins hétérométrique à galets, sans blocs, le plus souvent grossiers, à matrice sablograveleuse plus ou moins limoneuse, compacte ou vacuolaire. Les éléments sont polygéniques comme dans la moraine de fond : siliceux à 64 %, calcaires à 28 % et cristallin à 5 % dans la gravière du Peloux, à l'ouest de Dompierre (P. Mandier). Mais la différence essentielle est la structure, grossièrement litée horizontalement ou en longues lentilles, avec présence localement de bancs sableux. Ce faciès est celui qui prévaut dans les collines allongées à disposition radiale qui émergent de la surface du plateau sur une hauteur pouvant atteindre une vingtaine de mètres au plus. L'épaisseur de ce faciès doit être de l'ordre de hauteur de la colline considérée, ou un peu plus, c'est-à dire très variable. Il s'agit d'un matériel morainique considérablement remanié par les eaux de fusion.

A ces trois faciès morainiques ont été ajoutés l’ensemble des formations fluvio-glaciaires et lacustres contemporaines de ces épisodes de glaciation, pour lesquelles une fraction importante est constituée d’argiles.

Les formations morainiques recouvrent également la partie française du bassin molassique helvétique, dans le Pays de Gex et les vallées du massif jurassien. D’après la carte géologique n°628 (Saint-Claude) :

- le glaciaire jurassien est constitué d’un matériel d'origine locale, très hétérométrique. Les dépôts, parmi lesquels dominent les moraines de fond, présentent une grande extension dans les dépressions synclinales ;



- le glaciaire rhodanien provient du glacier wurmien du Rhône qui s'adossait aux Monts Jura. Ses moraines s'étendent sur la plaine de Gex. Elles renferment en proportion variable des éléments d'origine préalpine ou jurassienne (calcaires clairs jurassiques) et des éléments de provenance lointaine, « alpins » (roches cristallines). Les blocs erratiques (granité, serpentine, gabbro...) sont abondants dans la région de Grilly—Vesancy—Saint-Gix.

Enfin, quelques formations fluvio-glaciaires et glacio-lacustres localisées en bordure du val de Saône ont été intégrées à cette formation.

Ces formations sont présentes sur la quasi-totalité du département à l’exception du Pays d’Avant-Bugey où elles sont peu représentées (Illustration 16).

Illustration 16 - Répartition départementale des Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire [G]



4.2.10. Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes [p-IVBs]

Avec les Marnes de Bresse pliocènes (paragraphe 4.2.11), les cailloutis et sables de Bresse font partie de la Formation fluvio-lacustre de Bresse. Ils sont constitués de plusieurs formations locales de sables et cailloutis quartzeux ou siliceux à matrice argileuse, comme les cailloutis de St-Etienne-du-Bois.

Les formations exclusivement sableuses qui bordent la vallée de la Saône n’ont pas été conservées dans cette formation (Illustration 17).

Les cailloutis et sables sont parfois carbonatés et à faible fraction argileuse. Ils sont parfois masqués dans les interfluves par un niveau marneux. L'aspect d'ensemble du dépôt laisse supposer un milieu sédimentaire assez calme, à caractère lacustre dominant, influencé localement par des manifestations et des courants fluviatiles épisodiques.

Cet ensemble, épais de 20 à 30 m, surmonte les Marnes de Bresse et constitue en réalité une variation lithologique de ces dernières, marquant la fin de ce cycle de sédimentation. C’est pourquoi la différenciation entre ces deux ensembles peut parfois s’avérer délicate et subjective. On peut d’ailleurs noter que les phénomènes d'altération du complexe marneux de la Bresse contribuent également, de façon non négligeable, à la constitution de la couverture sableuse.

Illustration 17 - Répartition départementale des Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes [p-IVBs].



4.2.11. Marnes de Bresse pliocènes [p-IVBm]

Cet ensemble correspond aux formations fluvio-lacustres de Bresse qui sont essentiellement représentés dans le quart nord-ouest du département, en bordure du val de Saône (Illustration 18). Les différentes observations d'ordre lithologique, pétrographique et sédimentologique indiquent que la sédimentation de la Bresse a, de façon constante depuis l'origine de la dépression jusqu'au Pléistocène inférieur ou moyen, été réglée par des phénomènes d’extension géographique hors du département, de direction sud—nord, le contrôle régional n'intervenant qu'à titre d'élément accessoire.

Les Marnes de Bresse regroupe essentiellement les ensembles les plus marneux de la formation fluvio-lacustre de Bresse. Pouvant atteindre une centaine de mètres de puissance, cet ensemble relativement hétérogène est constitué d’argiles, de marnes parfois grumeleuses, de silts et de sables quartzeux, entrecoupés de passées tourbeuses de quelques centimètres à quelques décimètres d’épaisseur. On y trouve également des intercalations de sables ou de cailloutis, dont certains de ces niveaux peuvent dépasser la dizaine de mètres d’épaisseur. Ils peuvent eux-mêmes renfermer des lentilles argileuses ou marneuses.

On peut également noter que ces Marnes de Bresse pliocènes sont parfois recouvertes d’une couverture argilo-sableuse d’altération appelée Limons de Bresse, pouvant atteindre quelques mètres d’épaisseur et qui fait l’objet d’une formation argileuse spécifique dans cette étude (Limons sur marnes du Pliocène).

Illustration 18 - Répartition départementale des Marnes de Bresse pliocènes [p-IVBm]



4.2.12. Molasses avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes [m1-3]

Les molasses sont présentes dans le département de l’Ain de chaque côté du massif jurassien, au pied des premiers reliefs (Illustration 19). Les molasses sont des formations essentiellement sableuses ou gréseuses, avec parfois une proportion d’argile variable dans la matrice.

C’est seulement lorsque de l’argile est identifiée (d’après la carte géologique et les essais minéralogiques) que le niveau a été inclus dans la formation Molasses avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes.

C’est notamment le cas sur la carte géologique n°676 de St-Rambert-en-Bugey, où les niveaux du Miocène supérieur (Tortonien, marin) est constitué de grès fins argileux à lentilles gréseuses et galets d'argiles. Les affleurements sont limités (lit du ruisseau de l'Ecotet et de ses affluents). Plus en aval, le lit de l’Ecotet laisse affleurer une formation dans laquelle alternent des marnes jaunes et des sables molassiques argileux fins, à nombreuses intercalations à galets en lits ou épars ; les niveaux les plus élevés, ont un faciès conglomératique intercalé de lits argilo-gréseux.

Illustration 19 - Répartition départementale des Molasses avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes [m1-3].



4.2.13. Calcaires, marno-calcaires et marnes de l’Hauterivien [n3]

D’après la carte géologique n°676 de Saint-Rambert-en-Bugey, cette série de Calcaires, marnocalcaires et marnes de l’Hauterivien, à dominante marneuse, affleure mal, essentiellement dans les axes synclinaux de la Haute-Chaîne du massif jurassien (Illustration 20). Elle se retrouve également en limite est du département, sur la commune de Parves.

La formation dans son ensemble est caractérisée par son faciès biodétritique; la présence de glauconie plus ou moins abondante constitue un caractère essentiel sur le terrain. Les marnes, souvent grumeleuses, gris-bleu ou jaunes, à nombreux débris ou organismes entiers, renferment aussi des intercalations ou des nodules calcaires à débris et glauconie ; elles alternent avec des séries de bancs calcaires échinodermiques, jaunes ou roux, à stratifications obliques ou entrecroisées. La silice est fréquente sous des formes variées : fossiles silicifiés, silex, chailles et, surtout, nodules de calcédoine à surface mamelonnée, rosés ou violacés, très caractéristiques.

Illustration 20 - Répartition départementale des Calcaires, marnocalcaires et marnes de l’Hauterivien [n3].



4.2.14. Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien [n1-2]

Plus étendue que la précédente formation marnocalcaire de l’Hauterivien, les calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien affleurent également dans les axes synclinaux du massif jurassien, notamment près de la commune d’Hauteville (Illustration 21).

Sur les feuilles géologiques n°653 (St-Julien-en-Genevois), 676 (St-Rambert-en-Buegy) et 700 (Belley), les Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien sont représentés par deux barres calcaires séparées par un intervalle marneux d’épaisseur totale de 70 à 100 m (carte n°700). Cette formation s’observe dans le paysage sous forme de vires et de falaises (au niveau de Cerveyreu, carte n°700). Cette formation se décrit comme suit, du bas vers le haut :

La barre calcaire inférieure (25-35 mètres) est formée de bancs plus ou moins épais de calcaires micritiques, micrograveleux ou graveleux. Les faciès graveleux peuvent être réguliers ou hétérométriques selon les niveaux.

L’intervalle plus tendre (15-30 m, souvent masqué) est formé de calcaires roussâtres, de calcaires marneux et de marnes gréseuses. Ces deux premières formations sont d'âge Berriasien moyen et supérieur.

La barre de calcaire supérieure (en moyenne 30 à 50 m) constituerait le Valanginien. Les calcaires sont massifs, microgrenus à graveleux. Ce niveau peut atteindre 55 à 60 mètres d’épaisseur avec des faciès calcaires à intercalation marneuse surmontant des niveaux moins argileux à rares intercalations de marnes.

Illustration 21 - Répartition départementale des Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien [n1-2].



4.2.15. Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien [j6-7]

Les Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien correspondent à une formation lithologique complexe où prédominent des bancs calcaires décimétriques (rarement métriques) et dans laquelle s'intercalent des marnes verdâtres, des conglomérats avec ou sans galets noirs, des calcaires plus ou moins dolomitiques et parfois des argiles. Ils affleurent essentiellement dans la Haute-Chaîne du massif jurassien (Illustration 22).

L’intercalation des dépôts marins (calcaires graveleux), lagunaires et lacustres correspond à un environnement margino-littoral coupé d'émersions locales et temporaires. Les faciès les plus continentaux sont les marnes et calcaires verts, les marnes et calcaires à fossiles d'eau douce...

L’épaisseur des différents faciès varient suivant les régions, mais la formation se marque généralement dans la morphologie par une zone déprimée, très souvent couverte par la végétation. Ces formations sont d’autant plus repérables dans le paysage que les horizons argileux déterminent des zones humides.

Illustration 22 - Répartition départementale des calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien [j6-7]



4.2.16. Niveaux marneux de l’Oxfordien [j5m]

Parmi les alternances calcaires, marnes et marno-calcaires de l’Oxfordien, certaines cartes géologiques individualisent les niveaux les plus marneux, regroupés dans cette formation des Niveaux marneux de l’Oxfordien.

Ces niveaux sont bien individualisés sur la feuille géologique n°700 (Belley).

- Les Couches d'Effingen (Argovien supérieur – 20 à 70 m d’épaisseur) sont représentées par des marnes gris bleuté, jaune brunâtre à l'altération, en bancs de 1 à 2 m séparés par des bancs isolés de 20 à 30 cm de calcaires marneux gris noir, parfois bleutés. Normalement, les bancs calcaires sont peu nombreux, peu épais et disposés entre de fortes épaisseurs de marnes; mais parfois, très localement d'ailleurs, l'ensemble est plus calcaire.

- L’Oxfordien moyen et inférieur (10 à 80 m d’épaisseur) comporte de haut en bas : · Les Couches de passage, formées d'une alternance de marnes grises à fossiles

pyriteux et de lits de calcaires marneux grisâtres, à grain fin. Les variations d'épaisseur se font à l'échelle régionale : les marnes sont plus épaisses dans le Vignoble que dans la Haute Chaîne et au nord qu'au sud.

· Les Marnes à Creniceras renggeri ou marnes à fossiles pyriteux, très fines, bleues à l'état normal, grises après altération. Ces marnes expliquent la rareté des affleurements, généralement recouverts de prairies situées au fond de combes humides.

La feuille géologique n°627 (Moirans-en-Montagne) délimite quant à elle :

- l’Oxfordien inférieur, constitué de marnes à ammonites pyriteuses et nodules ovoïdes (< 10 mètres). Les affleurements sont rares, très limités et généralement profondément altérés. Les marnes sont grises à l'état frais, compactes mais délitées, friables et jaunâtres par l'altération.

- l’Oxfordien supérieur, constitué de marnes avec intercalations calcaires au sommet (couches d'Effingen) (40-60 m). C'est une série marno-calcaire épaisse et monotone, formant des pentes molles et des combes bien développées.

L’illustration 23 présente la répartition de ces Niveaux marneux de l’Oxfordien.



Illustration 23 - Répartition départementale des Niveaux marneux de l’Oxfordien [j5m].



4.2.17. Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l’Oxfordien [j3-5]

Cette formation prend en compte les niveaux calcaires, marneux ou marno-calcaires non individualisés dans la formation précédente pour l’Oxfordien et celles du Callovien.

La coupe synthétique du Callovien du bas Bugey occidental (constitué d’oolites ferrugineuses, de marnes et marno-calcaires) telle qu'elle résulte du relevé d'affleurements dispersés (Illustration 24), est la suivante de bas en haut :

- quelques décimètres de calcaire spathique reposant sur la surface du Bathonien.

- l'oolite ferrugineuse, épaisse de 0,20 à 1,50 m : calcaires argileux

- alternance, sur une puissance d'une quinzaine de mètres, de calcaires argileux gris bleuté à patine jaunâtre, en bancs peu épais (0,20 m) et de marnes grises ou jaunâtres.

- les niveaux les plus élevés (marnocalcaires) ont été observés de façon très discontinue, on peut raisonnablement supposer qu’il est masqué sous le glaciaire : en tout état de cause, si le Callovien est présent, son épaisseur est extrêmement faible.

D’après la feuille géologique n°627 (Moirans-en-Montagne), trois niveaux plutôt calcaires se distinguent au sein de l’Oxfordien en alternance avec les niveaux marneux décrits précédemment :

- Les couches de Birmensdorf de l’Oxfordien moyen (5-15 m) : alternances de bancs calcaires séparés d'interbancs marneux. Ce niveau se repère généralement bien dans la topographie car il forme un ressaut souvent boisé à la partie inférieure de la combe oxfordienne.

- Les calcaires lités de l’Oxfordien supérieur (15-35 m) : alternance régulière de calcaires fins, ternes, à léger grain, délitables et de niveaux marneux. La teinte est gris clair à blanc-beige.

- Les calcaires pseudolithographiques de l’Oxfordien supérieur (60 à 80 m).



Illustration 24 - Répartition départementale des Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l’Oxfordien [j3-5].



4.2.18. Calcaires, marno-calcaires et marnes du Bajocien et Bathonien [j2-3]

Les alternances calcaires marneuses et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien affleurent essentiellement dans le Bugey occidental, entre Ambérieu-en-Bugey et Belley (Illustration 25). La feuille géologique n°700 de Belley fournit un descriptif détaillé de ces formations, du bas vers le haut.

- calcaires roux à chaînes, calcaires à entroques, calcaires à polypiers du Bajocien inférieur. Formé d'une série calcaire épaisse, il est bien marqué dans le paysage où il constitue des falaises et des lignes de crêtes. (calcaires finement grenus et d'encrinites fines) ;

- au-dessus se développe une série (80-100 m) de calcaires bioclastiques à entroques et d'encrinites, de teinte gris-beige à rousse, de grain varié fin à grossier ;

- le Bajocien inférieur se termine par un niveau à polypiers dont cependant l'épaisseur (5 à 20 m) et le faciès (calcaire gris à taches saumon qui sont des sections altérées de polypiers rameux, calcaire gris clair à blanc avec polypiers en boules, présence ou non de rognons siliceux) admettent des variations ;

- l’encrinîte grossière lumachellique à petites huîtres du Bajocien moyen (5 à 10 m). Ces encrinites peu cohérentes et des marno-calcaires feuilletés représentent la partie moyenne de l'étage ;

- calcaires oolitiques clairs du Bajocien supérieur (épaisseur de 40 m). Certains niveaux sont riches en débris et des minces intercalations marneuses peuvent séparer des massifs oolitiques. Dans les monts de Marignieu, le faciès des marnes à huîtres envahit toute la partie supérieure du Bajocien.

La série bathonienne (45 m) comporte de bas en haut :

- les calcaires à taches, calcaires à débris, finement grenus à graveleux ;

- les calcaires à silex, calcaires à grain fin ;

- le calcaire compact à grain fin dit « choin de Villebois », (8 à 12 m) finement spathique. Au-delà, vers l'est (ligne Charvieu — Ordonnaz — Innimond), le choin ne s'individualise plus et laisse place à des marno-calcaires noduleux à rognons de silex ;

- dans la région occidentale, au-dessus du choin, des couches s'intercalent entre celui-ci et la dernière entité décrite ci-après : il s'agit des calcaires roux et spathiques et de quelques marnes schisteuses ;

- les marnes des monts d'Ain constituent un ensemble de calcaires argileux et de marnes sèches, feuilletées, qui partout termine le Bathonien.



Illustration 25 - Répartition départementale calcaires, marno-calcaires et marnes du Bajocien et Bathonien [j2-3m].



4.2.19. Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien [l-j1m]

Les Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien ont été reconnues en peu d’endroits sur le département (Illustration 26). Elles sont constituées des niveaux suivants :

- argiles gréseuses avec intercalations de calcaires fins ou gréseux de l’Hettangien (3,50 m à 10 m) ;

- calcaire à gryphées du Sinémurien. (7 m). puis calcaires argileux (2-3 m) ;

- calcaire avec intercalations de marnes grises du Carixien (2,5 m à 15 m) ;

- marnes grises à nodules et calcaires bioclastiques du Domérien (50-70 m).

- marnes et couches à oolites ferrugineuses du Toarcien (et Aalénien inférieur) ;

- marnes toarciennes, dont l'épaisseur doit être de l'ordre de 15 mètres, rarement visibles ;

- calcaires à Cancellophycus de l’Aalénien supérieur (5 à 10 m), constitués de calcaires gris argileux et sableux séparés d'intercalations de marnes schisteuses micacées.

Illustration 26 - Répartition départementale des Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien [l-j1m].



4.2.20. Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons [t-l]

Cette formation quasi-exclusivement argileuse affleure mal sur le département de l’Ain, essentiellement dans le Bugey occidental à la faveur de mouvements tectoniques (Illustration 27).

Le Keuper, mal représenté à l'affleurement, se manifeste par des marnes versicolores et des dolomies. Deux forages anciens à Fay ont reconnu le Keuper en alternances d'argiles versicolores, de gypse et de dolomie sur une cinquantaine de mètres de puissance. Au-dessous, 10 à 15 m de calcaires gris argilo-dolomitiques pourraient être attribués au Muschelkalk. Ce Trias chevauche du Lias, puis du Dogger.

Le Rhétien est plus largement présent, notamment sur la feuille géologique n°700 (Belley). En résumé, la coupe est la suivante du bas vers le haut :

· à la base, 7 m où alternent argiles noires feuilletées, argiles de teinte verte mais aussi bariolées, calcaires jaunes gréseux ou sublithographiques.

· 3 m de marnes gris-vert avec intercalations de grès et de calcaires jaunes ; · 3 m plus carbonates où l'emporte le faciès de calcaires gréseux ; · 1 m d'argiles lie-de-vin. Ces argiles, de type Levallois, rarement visibles, terminent

la série du Rhétien dont la puissance totale est de l'ordre de la quinzaine de mètres.

Illustration 27 - Répartition départementale des Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons [t-l]



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 20 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 20 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 28) :

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 28 – 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 29 permet de synthétiser les différentes notes lithologiques attribuées aux 20 formations potentiellement sujettes au retrait-gonflement, à partir des descriptions issues des notices des cartes géologiques à 1/50 000 et synthétisées dans le paragraphe 4.2.

Code Notation Formation Note lithologique

1 E Eboulis du Quaternaire 2

2 C Colluvions et formations de versant 3

3 T Dépôts tourbeux 4

4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 3

5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 1

6 Fy-z Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 2

7 OE-G Limons sur formations quaternaires 1

8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 2

9 G Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire 2

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 2

11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 3

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 2

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 2

14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 2

15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 2

16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 3

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 2

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 2

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 3

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 4

Illustration 29 – Note lithologique 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, basées 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 30).

% 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 30 – 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.

Les éléments tirés de la bibliographie sur ce thème sont inégalement répartis selon les formations considérées. La plupart des données recueillies pour l’Ain proviennent des notices des cartes géologiques au 1/50 000 et d’un article scientifique de l’Association Française pour l’Etude du Quaternaire (« Examen minéralogique de la phase argileuse < 2 µm extraite des formations glaciaires de la Dombes (Ain), AFEQ, A. Billard, J. Dejou, J. Guyot, 1970). Quelques données recueillies dans des départements voisins lors de la réalisation des cartes d’aléa sont également mentionnées pour les formations d’extension régionale.

Cependant, pour la majorité des formations argileuses et en particulier pour les formations du Jurassique, du Lias et du Trias, il n’a pas été possible d’accéder à des données précises dans les documents consultés. Afin de combler certaines de ces lacunes, une campagne de terrain a été réalisée dans le département de l’Ain, au cours de laquelle 12 échantillons ont été prélevés et analysés par diffractométrie aux rayons X afin de déterminer la composition minéralogique de la fraction argileuse de ces matériaux. Les résultats sont présentés en annexe 4.

La synthèse des données disponibles aboutit à l’attribution des notes minéralogiques figurant sur l’illustration 31.



Notation Formation Note minéralogique Données sur le département Données sur les départements

limitrophes

E Eboulis du Quaternaire Pas de données disponibles Pas de données disponibles

C Colluvions et formations de

versant

3 Pas de données disponibles

Saône et Loire : feuille de Saint-Bonnet-de-Joux (601) : - A propos des matériaux issus de l'altération et du remaniement des calcaires et marnes du Jurassique : étudiée pour trois échantillons, la fraction inférieure à 0,005 mm semble formée en moyenne de kaolinite (50 %) et d'interstratifiés du type illite-montmorillonite (50 %). - A propos des colluvions issues de ces mêmes matériaux : la fraction inférieure à 0,005 mm est composée de 50 % de kaolinite et 50 % d'illite. Rhône : (Colluvions polygéniques du quaternaire), : analyse sur 1 échantillon : kaolinite (58 %), illite (37 %), smectite ou vermiculite (7 %), interstratifiés (2 %). Haute-Savoie : 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)

T Dépôts tourbeux Pas de données disponibles Pas de données disponibles

R

Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais

Pas de données disponibles Pas de données disponibles

Fz

Alluvions récentes,

fluviatiles ou fluvio-

glaciaires

2

Feuille 675 : association kaolinite-illite Analyses 2009 (Diffraction X) n°2 : Commune de Foissiat dans les alluvions : illite 25%, interstratifiés illite/smectite 55%, kaolinite 15%. Analyses 2009 (Diffraction X) n°5 : Commune de Treffort-Cuisiat, dans les colluvions : illite 25%, vermiculite 20%, interstratifiés illite/smectite 20%, kaolinite30%. Article AFEQ : 8 analyses minéralogiques : • Kaolinite (31,5%), illite (27%), chlorite (3,5%), vermiculite (12%) ; • Kaolinite (35%), illite (24%), chlorite (2%), vermiculite (10%), montmorillonite (3%) ; • Kaolinite (33%), illite (15,5%), chlorite (5,5%) vermiculite (7%) ; • Kaolinite (33%), illite (20%), chlorite (3%) et vermiculite (11%) montmorillonite (5,5%) ; • Kaolinite (35%), illite (19%), chlorite (2%) et vermiculite (10%) montmorillonite (4%) ; • Kaolinite (28%), illite (17%), chlorite (4%) et vermiculite (11%) ; • Kaolinite (30%), illite (22%), chlorite (2%) et vermiculite (14%); • Kaolinite (27%), illite (27%), chlorite (4,5%) et vermiculite (12,5%) montmorillonite (4%) ;

Saône et Loire : feuille de Chagny (Alluvions récentes à actuelles et cônes de déjection) (553) : kaolinite (30 %), smectite (60 %) et illite (10 %). Rhône :

Alluvions fluviatiles récentes à actuelles : analyse sur 1 échantillon : smectite ou vermiculite (48 %), kaolinite (40 %), illite (12 %). Alluvions fluviatiles torrentielles ou

fluvioglaciaires du Würm, du Riss et du Mindel : analyses sur 2 échantillons : interstratifiés (29 à 60 %), kaolinite (25 % en moyenne), illite (21 % en moyenne), présence potentielle de smectites ou de vermiculite (0 à 18 %). Haute-Savoie : Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 77%; Chlorite : 17%; Kaolinite : 6%




limitrophes

Fy-z

Alluvions anciennes ou

du bassin versant de la

Saône

2

Analyses 2009 (Diffraction X) n°3 et n°7 : • Commune de Marboz dans les alluvions : Illite 15%, vermiculite 20%, interstratifiés illite/smectite 45 %, kaolinite 20%. • Commune de Viriat dans les alluvions : Cholite 30%, illite 30% vermiculite 10%, interstratifiés illite/smectite 10%, kaolinite 10%.

Rhône : (Alluvions fluviatiles récentes à actuelles) : analyse : sur 1 échantillon : smectite ou vermiculite (48 %), kaolinite (40 %), illite (12 %). Saône et Loire : feuille de Chagny (553) : kaolinite (30 %), smectite (60 %) et illite (10 %).

OE-G

Limons sur formations

quaternaires

1

Article AFEQ : 5 analyses minéralogiques : • Kaolinite (27%), illite (22%), chlorite (9%), vermiculite (12,5%) ; • Kaolinite (27%), illite (20,5%), chlorite (8%), vermiculite (11%); Kaolinite (29%), illite (25%), chlorite (2%), vermiculite (9%), montmorillonite (9%) ; • Kaolinite (26,5%), illite (26%), chlorite (2%), vermiculite (10,5%) ; • Kaolinite (24%), illite (26%), chlorite (3%), vermiculite (8,5%),

Rhône Loess et limons du quaternaire : analyse sur 1 échantillon : interstratifiés (60%), illite (20 %), kaolinite (20 %).

OE-p

Limons sur marnes du Pliocène

Pas de données disponibles Pas de données disponibles

G

Formations glaciaire et

glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire

1

Article AFEQ : 2 analyses minéralogiques : • Kaolinite (31%), illite (20%), vermiculite (13,5%) ; • Kaolinite (25,5%), illite (24,6%), chlorite (5,5%) et vermiculite (10%).

Haute-Savoie : 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)

p-IVBs

Cailloutis et sables sur marnes de

Bresse pliocènes

3

Feuille 603 : Concernant les sables et silts : association 60% montmorillonite, 40% kaolinite Analyses 2009 (Diffraction X) n°13 : Commune de Manziat : illite 20%, interstratifiés illite/smectite 70%, kaolinite 10%.

Saône et Loire : Sables et argiles de Bresse : feuille de Beaune (526) :

Minéralogie de la fraction argileuse des silts sur 8 échantillons : kaolinite et montmorillonite dominantes, illite subordonnée. feuille de Chagny (553) :

fraction argileuse des échantillons non calcaire : kaolinite (30 %), smectite (50 %), illite (20 %). fraction argileuse des échantillons carbonatés : kaolinite (10 %), smectite (70 %), illite (20 %). feuille de Pierre-de-Bresse (554) :

- A propos des sables et silts quartzeux : la fraction argileuse est constituée de montmorillonite dominante, de kaolinite et d'illite en quantités égales, et quelquefois de chlorite ou d'interstratifiés illite-montmorillonite. feuille de Montpont-en-Bresse (603) :

kaolinite (40 %) et montmorillonite (60 %). Une analyse dans une carrière a donné : kaolinite (10 %), montmorillonite (70 %) et illite (20 %).




limitrophes

p-IVBm

Marne de Bresse

pliocènes

3

Feuille 626 : Concernant les marnes et argiles de Bresse :association de montmorillonite (plus abondant) illite et kaolinite

Feuille de Mâcon (625) : - A propos des argiles de Satonnay (Monts du Mâconnais) : kaolinite, illite généralement dominante, interstratifiés illite-montmorillonite. - A propos des marnes et argiles du domaine bressan : argiles bleues à kaolinite et illite.

Feuille 603 : Concernant les marnes de Bresse : association de montmorillonite (plus abondant) et kaolinite et illite

Feuille de Tournus (602): - concernant marnes et argiles : kaolinite et illite dominent. - concernant les argiles du Santonay : association minéralogique : kaolinite, illite et interstratifiés illite-montmorillonite.

Analyses 2009 (Diffraction X) n°1 : Commune de Foissiat dans les marnes : illite 30%, interstratifiés illite/smectite 55%, kaolinite 10%.

Saône et Loire : Complexe des marnes de Bresse : feuille de Chagny (553) : montmorillonite abondante associée à kaolinite et illite; chlorite et interstratifiés parfois rencontrés en traces. feuille de Pierre-de-Bresse (554) : - A propos des argiles et argiles sableuses : Parmi les argiles, la montmorillonite précède, dans l'ordre d'abondance, l'illite, elle-même un peu plus fréquente que la kaolinite. - A propos des marnes, argiles et silts parfois carbonatés : minéralogie des argiles assez constante : montmorillonite dominant largement l'illite, elle-même, légèrement plus abondante que la kaolinite : chlorite et interstratifiés en traces et localisés. feuille de Louhans (580) : Montmorillonite (fréquemment plus de la moitié du cortège), illite et kaolinite, un peu de chlorite et quelques interstratifiés, vermiculite rare. feuille de Montpont-en-Bresse (603) : montmorillonite (de loin l'élément le plus abondant), kaolinite et illite; chlorite et interstratifiés parfois rencontrés en traces. Expertises et Bureau d'études : - Commune de Ménetreuil : les marnes de Bresse sont essentiellement constituées de smectites, avec illite et kaolinite subordonnées. - Commune de Beaurepaire-en-Bresse : - sables argileux : 8 à 23 % d'argiles, principalement de la kaolinite. - limons argileux : 45 % d'argiles, à kaolinites majoritaires et fraction importante d'illites. - argiles bariolées : kaolinite et hydroxydes de fer.

m1-3

Molasse avec alternances

argilo-marneuses

oligocènes et miocènes

3

Feuille 626 : Concernant les marnes g3M de l'Oligocène sup : association illite-montmorillonite

Feuille 675 : Concernant la formation argileuse m2b : association de 30% d‘illite, 25% de chlorite et 45% de montmorillonite Analyses 2009 (Diffraction X) n°11 et 18 : • Commune de Varambon : Illite 10%, interstratifiés illite/smectite 80%, kaolinite 10%. • Commune de Bellegarde-sur-V. : Chlorite 20%, illite 20%, interstratifiés illite/smectite 60%.

Saône et Loire : Marno-calcaires de l'Oligocène-Miocène

feuille de Chagny (553) : L'analyse minéralogique de la fraction argileuse indique kaolinite (20 %), illite (40 %) et interstratifiés illite-smectite (40 %). feuille de Dompierre-sur-Besbre (599) :

Association d'illite et de montmorillonite dans les termes marneux du tertiaire, avec éventuelle kaolinite à la base Rhône : Marnes "saumon" et sables aréniques et calcaires de l'Oligocène : • feuille de Tarare (697) : Conglomérats calcaires dans une matrice argilo-calcaire. La base de la coupe montre un niveau d'argile (2/3 illite, 1/3 kaolinite) enclavant un banc discontinu de calcaire (1). • analyse : sur 1 échantillon: smectites ou vermiculite (70 %), kaolinite (26 %), illite (4 %).

n3

Calcaires et

marno-calcaires de l’Hauterivien


Jura : Marnes et calcaires du Crétacé inférieur Deconinck (1988) : illites au sud, interstratifiés illite/smectites riches en illite plus au nord.




limitrophes

n1-2

Calcaires et marnes du

Berriasien et du Valanginien


Haute-Savoie : Analyse BRGM (1 éch.) Illite : 5%; Vermiculite : 84%; Chlorite : 11% Savoie : 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%

j6-7

Calcaires et marnes du

Kimméridgien au Purbeckien


Jura : Calcaires et marnes argileux et gréseux de l'Oxfordien au Kimméridgien - Mouchet (1995) : analyse de deux échantillons : proportions similaires de mica/illite et de kaolinite, peu d'interstratifiés.

j5m

Niveaux

marneux de l’Oxfordien

3

Analyses 2009 (Diffraction X) n°4 : Commune de Treffort-Cuisiat, dans les marnes : illite 25%, vermiculite 20%, interstratifiés illite/smectite 30%, kaolinite 25%.

Rhône : Calcaires marneux et marnes de l'Oxfordien moyen, analyse : illite (50 %), kaolinite (50 %).

j3-5

Calcaires et

marno-calcaires du Callovien à l’Oxfordien

3 Analyses 2009 (Diffraction X) n°16 : Commune de Courmangoux: illite 25%, vermiculite 30%, interstratifiés illite/smectite 30%, kaolinite 5%.

Rhône : Calcaires marneux et marnes du Bathonien moyen à Callovien, analyse sur un échantillon : illite (58 %), kaolinite (42 %).

j2-3

Calcaires, marnes et

marno-calcaires du

Bajocien et du Bathonien


Haute-Savoie : Analyse BRGM (2 éch.) Minéraux gonflants (smectite + interstratifiés illite-smectite) : 5%; Illite : 54% (moyenne); Chlorite : 43,5% (moyenne) Jura : Calcaires à oolithes et marno-calcaires à entroques du Jurassique moyen – Note minéralogique estimée à 1.

l-j1m Formations

marneuses du Lias et de l’Aalénien


Saône et Loire :

Calcaires marneux et calcaires à gryphées du Sinémurien, expertises et Bureaux d'études sur la commune de Saint-Mard-de-Vaux : dans les alternances de calcaires et de marnes liasiques : montmorillonites et interstratifiés. feuille de Saint-Bonnet-de-Joux (601) :

L'analyse minéralogique révèle, soit une prédominance de l'illite, associée à des interstratifiés gonflants, soit l'association illite, kaolinite, smectite. Rhône Calcaires marneux du Sinémurien et du

Carixien : Analyse : sur 1 échantillon : interstratifiés (54 %), kaolinite (30 %), illite (16 %).

Marnes et calcaires roux du Domérien et Toarcien, analyse sur 1 échantillon : kaolinite (67 %), illite (25 %), smectites ou vermiculite (8 %). Marnes grises et calcaires du

Pliensbachien, analyse sur 2 échantillons : kaolinite (60 % en moyenne), illite (22 % en moyenne), interstratifiés (15 à 21 %).




limitrophes

t-l

Marnes du Trias, argiles

de Levallois et schistes cartons

2

Analyses 2009 (Diffraction X) n°14 et n°15 : - Commune de Souclin : illite 35%, vermiculite 10%, interstratifiés illite/smectite 10%, kaolinite 20%. - Commune d’Ambérieu en B. : illite 35%, interstratifiés illite/smectite 45%, kaolinite 20%.

Saône et Loire : feuille de Paray-le-Monial (600) :

Dans les profils d'altération, les insolubles (Fe-Si-Al) se concentrent et les argiles recristallisent en kaolinite. feuille de Saint-Bonnet-de-Joux (601) :

La minéralogie des argiles montre une prédominance de l'illite associée à de la kaolinite pour la subdivision lithologique inférieure. Dans les niveaux gypsifères apparaissent, en plus, des minéraux interstratifiés (chlorite gonflante). L'association smectite-illite avec peu de kaolinite caractérise la partie supérieure. Rhône Marnes et calcaires du Toarcien et Aalanien inférieur, analyse sur un échantillon : kaolinite (69 %), illite (22 %), smectites ou vermiculite (9 %).

Illustration 31 – 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 :



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 32 – 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 (Vb) :

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 33 – 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.

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

Aucune valeur de retrait linéaire n’a pu être collectée dans le cadre de cette étude, bien que des essais de retrait volumétrique aient pu être recueillis.

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 :

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 35 – 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 l’Ain.



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 (ICSEO, Fondasol, ANTEA …), ainsi que des dossiers de l’entreprise Autoroutes Paris-Rhin-Rhône, des archives du Centre d’Etudes Techniques de l’Equipement (CETE) de Bron et des dossiers disponibles à la Direction Départementale des Territoires (DDT) de l’Ain. Nous remercions donc ces organismes pour leur précieuse collaboration.

Quelques autres résultats nous ont été fournis par les communes en retour de courrier d’enquête et par la préfecture. Ces analyses sont principalement issues de bureaux d’étude. D’autres données proviennent de la consultation de dossiers de sinistres auprès des assurances (CCR, MAAF) et de la consultation d’archives du BRGM.

Toutes les valeurs géotechniques recueillies pour les formations argileuses retenues ont été synthétisées dans le tableau de l’Illustration 36.

Sur l’ensemble du département, les données recueillies se répartissent ainsi :

• Indice de plasticité : 356 données ont été obtenues à partir des bureaux d’études Hydro’Géotechnique, ICSEO et Antéa, de la CCR et de la MAAF, d’APRR, du CETE de Bron, des archives du BRGM et de la DDT de l’Ain et de particuliers. Les laboratoires ayant procédé à ces essais sont essentiellement Hydro’Géotechnique, le LRPC d’Autun, le BRGM, ICSEO, Géotec et Antéa. Ces données ont été complétées par les valeurs d’indices de plasticité recueillies dans les départements limitrophes dans le cadre d’études similaires (Rhône, Isère, Jura, Saône-et-Loire, Savoie et Haute-Savoie) ;

• Valeur de bleu : 133 données ont été obtenues à partir des bureaux d’études Hydro’Géotechnique, ICSEO et Antéa, de la CCR et de la MAAF, d’APRR, du CETE de Bron, des archives du BRGM et de la DDT de l’Ain et de particuliers. Ces données ont été complétées par les valeurs d’indices de plasticité recueillies dans les départements limitrophes dans le cadre d’études similaires (Rhône, Isère, Jura, Saône-et-Loire, Savoie et Haute-Savoie) ;

• Coefficient de gonflement : seules 4 valeurs ont été obtenues à partir d’études de diagnostic de sinistres réalisés par des particuliers.

En définitive, les données dont nous avons pu disposer permettent de caractériser la totalité des formations, parfois à partir des données disponibles dans les départements voisins (Rhône, Isère, Saône-et-Loire, Savoie et Haute-Savoie).



Département de l'Ain Départements limitrophes Formation argileuse Note Ip VBS Cg Ip VBS

Code Notation Description géotech. nb min moy max Note nb min moy max Note nb min moy max Note Nb moy Nb Moy 1 E Eboulis du Quaternaire 1 1 8,00 8,00 8,00 1 1 1,83 1,83 1,83 1 0 absence d'analyse 28 17 2 4,9

2 C Colluvions et formations de versant 2 2 24,80 24,90 25,00 2 4 0,25 1,33 1,97 1 3 0,01 0,02 0,02 1 47 25 8 2,8

3 T Dépôts tourbeux 2 0 absence d'analyse 0 absence d'analyse 0 absence d'analyse 27 24 9 1,8

4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 2 3 8,00 14,00 24,00 2 5 0,15 1,11 2,46 1 0 absence d'analyse 99 24 24 2,6

5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 2 74 5,00 18,12 59,00 2 24 0,06 2,23 5,10 1 1 0,04 0,04 0,04 3 428 17 113 12,8

6 Fy-z Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 2 21 6,00 18,17 48,00 2 19 0,03 2,81 6,20 2 0 absence d'analyse 100 21 32 2,5

7 OE-G Limons sur formations quaternaires 1 22 5,00 10,23 18,00 1 7 0,56 2,05 3,26 1 0 absence d'analyse 51 16 22 1,7

8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 2 57 3,00 23,65 52,00 2 31 0,70 3,06 6,60 2 0 absence d'analyse 9 16 1 1,3

9 G Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire 2 100 2,00 13,73 49,00 2 11 1,33 2,56 5,70 2 0 absence d'analyse 332 15 137 1,7

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 2 12 5,50 18,58 40,50 2 1 2,62 2,62 2,62 2 0 absence d'analyse 51 26 10 4,1

11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 2 49 4,00 21,82 61,00 2 15 1,90 4,47 11,60 2 0 absence d'analyse 124 27 48 4

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 2 1 19,00 19,00 19,00 2 2 0,99 1,36 1,73 1 0 absence d'analyse 43 22 3 3,9

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 2 2 23,00 23,00 23,00 2 3 1,37 5,20 7,11 2 0 absence d'analyse 0 3 2,6

14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 2 3 27,00 29,67 33,00 3 1 4,20 4,20 4,20 2 0 absence d'analyse 21 31 24 1,8

15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 2 8 3,00 17,63 29,00 2 4 0,66 3,38 7,75 2 0 absence d'analyse 1 20 6 0,6

16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 2 0 absence d'analyse 1 2,37 2,37 2,37 1 0 absence d'analyse 2 29 6 4,3

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 2 0 absence d'analyse 0 absence d'analyse 0 absence d'analyse 33 28 1 4,9

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 2 1 18,00 18,00 18,00 2 2 2,18 2,46 2,73 1 0 absence d'analyse 19 28 4 6,1

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 2 0 absence d'analyse 0 absence d'analyse 0 absence d'analyse 27 19 26 3,3

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 2 0 absence d'analyse 2 2,02 2,67 3,32 2 0 absence d'analyse

6 28 5 3,1

Illustration 36 – Synthèse des données géotechniques recueillie



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. Pour les formations dont l’une des caractéristiques n’a pu être évaluée, la moyenne est effectuée à partir des deux autres notes. 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 :

Note moyenne Degré de susceptibilité valeur ≤ 2 faible

2 < valeur ≤ 3 moyen valeur > 3 fort

Illustration 37 – Barême d’attribution d’un niveau de susceptibilité d’une formation argileuse

Moyennant ce traitement, les notes de susceptibilité attribuées aux 20 formations retenues comme argileuses sont les suivantes (Illustration 38) :



Code Notation Formation

Not

e lit

holo

giqu

e

Not

e m

inér

alog

ique

Not

e gé

otec

hniq

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Indi

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tibilit

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susc

eptib

ilité

rete

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Deg

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e su

scep

tibilit

é

1 E Eboulis du Quaternaire 2 1 1,50 1 Faible2 C Colluvions et formations de versant 3 3 2 2,67 2 Moyen3 T Dépôts tourbeux 4 2 3,00 2 Moyen

4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 3 2 2,50 2 Moyen

5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 1 2 2 1,56 1 Faible

6 Fy-z Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 2 2 2 2,00 1 Faible

7 OE-G Limons sur formations quaternaires 1 2 1 1,30 1 Faible8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 2 2 2,00 1 Faible

9 G Formations glaciaires et glaciolacustres ou lacustres du Quaternaire 2 1 2 1,67 1 Faible

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 2 3 2 2,33 2 Moyen11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 3 3 2 2,67 2 Moyen

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 2 3 2 2,67 2 Moyen

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 2 2 2 2,00 1 Faible

14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 2 2 2 2,00 1 Faible

15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 2 1 2 1,67 1 Faible

16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 3 3 2 2,67 2 Moyen

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 2 3 2 2,33 2 Moyen

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 2 1 2 1,67 1 Faible

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 3 2 2 2,33 2 Moyen

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 4 2 2 2,67 2 Moyen

Illustration 38 - Susceptibilité des formations argileuses retenues.



6.2. SYNTHÈSE

Aucune formation argileuse n’apparaît comme fortement susceptible dans le département de l’Ain, alors que 10 formations sont jugées moyennement susceptibles, et 10 faiblement susceptibles. Au final, 16 % du département est classé en susceptibilité moyenne au phénomène de retrait-gonflement, et près de 73 % en susceptibilité faible. Près de 11 % de la surface départementale est donc considérée comme a priori non argileuse, et donc non susceptible (Illustration 39).

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té

2 C Colluvions et formations de versant 175,21 3,10 Moyen

3 T Dépôts tourbeux 2,29 0,04 Moyen

4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 60,31 1,07 Moyen

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 105,44 1,87 Moyen

11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 350,45 6,20 Moyen

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 35,83 0,63 Moyen

16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 60,94 1,08 Moyen

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 102,29 1,81 Moyen

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 5,14 0,09 Moyen

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 5,31 0,09 Moyen

Total des formations en susceptibilité moyenne 903,2 15,99

1 E Eboulis du Quaternaire 152,04 2,69 Faible

5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 696,11 12,32 Faible

6 Fy-z Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 298,24 5,28 Faible

7 OE-G Limons sur formations quaternaires 902,87 15,98 Faible

8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 343,92 6,09 Faible

9 G Formations glaciaires et glacio-lacustres ou lacustres du Quaternaire 984,70 17,43 Faible

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 41,59 0,74 Faible

14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 112,24 1,99 Faible

15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 373,76 6,61 Faible

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 220,74 3,91 Faible

Total des formations en susceptibilité faible 4126,2 73,03

Total des formations argileuses 5029,4 89,01

Formations à priori non argileuses 620,7 10,99

Total département (hors réseau hydrographique) 5650,2 100,00

Illustration 39 – Superficie des formations par niveau de susceptibilité.



6.3. CARTE DE SUSCEPTIBILITÉ L’illustration 40 représente la carte départementale de susceptibilité au phénomène de retrait-gonflement, réalisée d’après les résultats présentés dans le tableau de l’illustration 38. 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 1/150 000. 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 40 - Carte de susceptibilité au retrait-gonflement dans le département de l’Ain



7. Analyse de la sinistralité

7.1. 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. Par ailleurs, dès lors qu’une commune a été reconnue une fois, il n’est pas exigé d’étude géotechnique supplémentaire pour définir une nouvelle période de reconnaissance.

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.

7.2. IDENTIFICATION DES COMMUNES SINISTRÉES

7.2.1. Localisation des communes sinistrées

A fin septembre 2009, 47 des 419 communes du département ont déjà été reconnues au moins 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 de 11,2 %.

Les périodes reconnues correspondent essentiellement à l’été 2003. Quelques communes sont concernées par des sinistres liés à une période de sécheresse survenue entre 1989 et 1991. Pour cinq de ces communes (Buellas, Jayat, Marboz, Mézériat, Saint-Bernard) deux périodes de sécheresse ont été comptabilisés avec les arrêtés catastrophes naturelles, en 1990-1991 et en 2003. Elles ont, par conséquence été concernées par deux arrêtés de catastrophes naturelles. La commune de Saint-Etienne du Bois présente même trois arrêtés de catastrophes naturelles puisque deux ont été établis pour la période 1989-1990 et un pour celle de 2003. 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 54 dans le département.



A ce jour (fin septembre 2009), 11 arrêtés interministériels successifs reconnaissant l’état de catastrophe naturelle sécheresse ont été pris dans le département de l’Ain, dont les dates s’échelonnent entre le 31 août 1990 et le 31 mars 2008. L’illustration 41 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 31/08/1990 16/09/1990 2 28/03/1991 17/04/1991 2 14/05/1991 12/06/1991 1 11/03/1992 29/03/1992 1 06/11/1992 18/11/1992 2 25/08/2004 26/08/2004 40 11/01/2005 01/02/2005 2 27/05/2005 31/05/2005 1 22/11/2005 13/12/2005 1 24/04/2007 04/05/2007 1 31/03/2008 04/04/2008 1

Illustration 41 - Arrêtés interministériels et occurrences dans l’Ain.

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 52ème position des départements français les plus touchés, loin derrière certains du Sud-Ouest (1 387 occurrences reconnues en Haute-Garonne, 1 244 dans le Gers, 1 024 en Dordogne, par exemple). 5 arrêtés ont été pris sur ce département avant l’été 2003 (communes de Saint Bernard, Saint Etienne du Bois deux fois, Buellas, Marboz, Pougny, Jayat et Mézériat). Cette zone du Sud de la plaine de Bresse, entre Bourgogne, Franche-Comté et Rhône-Alpes, avait été relativement épargnée par le phénomène de retrait-gonflement des sols argileux, mais la sécheresse de l’été 2003 s’est traduite par une occurrence non négligeable de sinistres liés aux tassements différentiels.

La liste des communes concernées est présentée en Annexe 2, ainsi que les dates des arrêtés interministériels et les dates de leur parution au Journal Officiel.

La carte de l’illustration 42 permet de localiser les 47 communes qui ont fait l’objet d’un arrêté de reconnaissance à ce jour, ainsi que le nombre respectif de sinistres par commune localisés dans le cadre de la présente étude. Cette carte montre que la majeure partie des communes concernées est localisée dans le quart Nord-Ouest du département correspondant à la plaine de la Saône et la Bresse, particulièrement urbanisée (agglomérations de Macon et Bourg-en-Bresse).



La plaine de l’Ain présente également quelques communes ayant été concernées par un arrêté interministériel de catastrophe naturelle. Quelques communes sont également concernées dans le Bugey mais de manière beaucoup plus isolée.

Illustration 42 - Communes concernées par des arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle sécheresse et nombre de sinistres recensés et localisés

7.2.2. Analyse des périodes de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle ou d’apparition des désordres

Sur les 47 communes reconnues en état de catastrophe naturelle, six d’entre elles (communes de Buellas, Jayat, Marboz, Mézériat, Saint-Bernard et Saint-Etienne) avaient fait l’objet d’arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle pour les tassements différentiels liés à la sécheresse avant 2003, et ce pour une période couvrant une période couvrant les années 1990-91. 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 (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 (PPRn). On peut également noter que les sinistres ont pu être datés dans 234 cas, soit 58 % des sinistres localisés. Cela permet de constater que la plupart des désordres (63,4 %) ont été constatés au cours de l’année 2003 :



Année d’apparition des

premiers désordres Nombre de désordres

recensés 1980 1

1985 1

1990 4

1998 1

2000 1

2001 1

2003 196

2004 11

2005 7

2006 3

2007 4

Illustration 43 – Années d’apparition des sinistres dans le département de l’Ain.

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 vraiment 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. COLLECTE DES DONNÉES DE SINISTRES

Le recensement des sinistres a été réalisé à partir de sources d’informations complémentaires, à savoir d’une part la consultation des dossiers de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle archivées à la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) et les dossiers envoyés par les mairies. D’autre part, une enquête systématique a été réalisée auprès des 419 communes du département, ainsi que le dépouillement de données complémentaires recueillies auprès de bureaux d’études et de mutuelles d’assurance.

L’enquête auprès des communes s’est faite par envoi d’un courrier, accompagné d’une lettre circulaire de M. le Préfet de l’Ain, à tous les maires (enquête conjointe avec l’inventaire départemental des mouvements de terrain, réalisée à la même période par



le BRGM). Les courriers, datés du 17 septembre 2007, ont été envoyés début octobre 2007. Une relance systématique par télécopie a été faite en janvier 2008 auprès des communes n’ayant pas répondu afin de sensibiliser les maires à l’étude entreprise et le cas échéant de compléter les informations déjà recueillies. Enfin, une relance téléphonique des communes sans réponses, notamment celles faisant l’objet d’une reconnaissance de catastrophes naturelles « sécheresse », a été réalisée.

Sur les 419 communes du département, le courrier et les différentes relances ont permis d’obtenir les résultats présentés sur l’illustration 44 :

Réponses Pas de réponses

296

70,5 %

124

29,5 %

Nombre de sinistres recensés : 402

Illustration 44 – Résultats de l’enquête aux communes.

Sur les 402 sinistres recensés, 392 ont pu être localisés (chiffre minoré car certaines communes ont indiqué des zones sinistrées sans préciser le nombre exact d’évènements) sont répartis dans 62 des 419 communes du département. Par contre, 9 des 47 communes reconnues en état de catastrophe naturelle n’ont pas répondu malgré les sollicitations répétées (ou ont répondu, mais sans que les sinistres ne puissent être localisés).

Finalement, 409 sinistres ont été recensés à partir de l’ensemble des sources, dont 399 ont été localisés. Ces sinistres sont répartis dans 63 communes, soit 15 % des communes du département. La localisation des sinistres a été effectuée sur fonds topographique de l’IGN à l’échelle 1/25 000. Ce travail a été réalisé grâce aux plans de localisation renvoyés par les communes ou figurant dans les dossiers consultés, ainsi que par la consultation des sites internet www.mappy.fr, viamichelin.fr, www.cadastre.gouv.fr et www.pagesjaunes.fr.

Le nombre de sinistres par communes est assez variable, mais il témoigne d’une concentration dans certains secteurs, assez étroitement corrélés avec la nature géographique des sols et avec le taux d’urbanisation :

- près de 52% des communes sinistrées comptent 1 ou 2 sinistres ;

- près de 24% en comptent entre 3 et 5 ;

- près de 13 % en comptent entre 6 et 10 ;

- près de 11 % en comptent entre 10 et 30 ;

- Seules trois communes, Fareins, Foissiat et Bourg en Bresse comptent 30 et plus de sinistres. Il est à noter que la commune de Fareins, déclarée en catastrophe naturelle pour l’année 2003, se distingue par un nombre très élevé de sinistres (107), la mairie ayant contacté l’ensemble des habitants de la commune.



Ce résultat peut être considéré comme représentatif de la sinistralité du département, vraisemblablement à l’exception de la commune de Fareins pour laquelle le nombre de sinistres semble surestimé.

D’un point de vue géographique (Illustration 42), les communes les plus sinistrées sont majoritairement présentes dans la plaine de la Saône et sur la Bresse, dans le quart nord-ouest du département, avec certains secteurs urbanisés (plaine de la Saône et axe Mâcon/Bourg-en-Bresse). Les bordures du massif jurassien sont également impactées, aussi bien à l’ouest qu’à l’est.

Globalement, ces données indiquent que la répartition géographique des sinistres est très inégale, mais qu’elle n’est pas le fruit du hasard et qu’elle est étroitement liée aux zones d’affleurement de certaines formations géologiques.

La liste des sinistres avec leurs coordonnées en projection Lambert II étendu est présentée en annexe 2. Pour des raisons de confidentialité, les noms et adresses des sinistrés ne figurent pas dans ce tableau.

L’examen des études réalisées après sinistres indique que 97,5 % des sinistres localisés (389 sur 399 sinistres localisés) sont répartis sur les formations argilo-marneuses retenues comme étant sujettes au phénomène de retrait-gonflement, mais il est vrai que ces dernières occupent plus de 81,2 % de la surface du département (Illustration 45). Seuls dix sinistres ne concernent a priori pas des formations argilo-marneuses. Il n’est pas exclu que ces derniers soient liés à des formations potentiellement argileuses très locales et non cartographiées, ou bien encore à d’autres causes que le phénomène de retrait-gonflement ; ceci illustre surtout le fait que la représentation cartographique des formations argileuses, en l’état actuel des connaissances, n’est pas parfaite dans le détail, même si elle reflète assez fidèlement la réalité à l’échelle départementale.

Rappelons toutefois que certaines formations considérées comme a priori non argileuses peuvent contenir localement des lentilles ou des placages d’argiles non cartographiés, notamment d’éventuelles intercalations marneuses au sein des séries calcaires jurassiques. Par ailleurs, il peut arriver que des sinistres attribués au retrait-gonflement des argiles soient dus en réalité à d’autres phénomènes (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.

Parmi les formations retenues comme argileuses au sens large, une seule se distingue par un nombre de sinistres supérieur à 100 : les Limons sur formations quaternaires (OE-G) avec 114 sinistres. Il faut cependant noter que cette formation affleure largement sur le département (plus de 15%), ce qui modère en réalité la densité de sinistres de ces formations. De plus, une partie de la commune de Fareins, pour laquelle plus de 100 sinistres ont été recensés par les services de la mairie, présente des limons sur formations quaternaires sur son territoire. Or il n’est pas possible, pour ces 100 sinistres en l’état actuel des connaissances (absence de diagnostic



géotechnique), d’affirmer un lien de cause à effet avec le phénomène de retrait-gonflement.

Parmi les formations argilo-marneuses retenues, 8 ne comptent aucun sinistre voir très peu de sinistres, à savoir :

- les Eboulis du Quaternaire (E) ;

- les Dépôts tourbeux (T) ;

- les Calcaires, marno-calcaires et marnes de l’Hauterivien (n3) ;

- les Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien (n1-2) ;

- les Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien (j 6-7) ;

- les Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien (j2-3) ;

- les Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien (l-j1m), et ;

- les Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons (t-l).

Il faut cependant noter que les Dépôts tourbeux (T), les Calcaires, marno-calcaires et marnes de l’Hauterivien (n3), les Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien (l-j1m) et les Marnes du Trias, argiles, de Levallois et schistes cartons (t-l) sont des formations affleurant très peu sur le département avec des proportions de la surface totale du département très faibles (respectivement 0,04%, 0,74%, 0,09% et 0,09% de la surface totale du département). D’autre part, les Eboulis (E) et les Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien (j6-7) bien qu’ayant des proportions de la surface totale du département plus importantes (2,64% et 4,03%) ne possèdent que de faibles surfaces bâties (0,66km² et 0,38km²) qui peut expliquer l’absence de sinistre sur leurs étendues.

Il faut enfin noter que le bâti du département de l’Ain dépend fortement du relief, qui découpe le département en trois parties (Illustration 46) : les plateaux de l’ouest, très urbanisés et où de nombreux sinistres sont recensés, le massif jurassien où l’urbanisation est très condensée (et les affleurements peu étendus à cause des plissements) et enfin le début du bassin helvétique, fortement urbanisé mais où peu de sinistres ont été déclarés.



Illustration 45 – Répartition géologique des sinistres localisés



7.4. FRÉQUENCE D’OCCURRENCE RAPPORTÉE A LA SURFACE URBANISÉE

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 peut 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.

Ainsi, les densités de sinistres par formation géologique ont été ramenées à 100 km2 de surface effectivement urbanisée, conformément à la méthodologie retenue au niveau national.

7.4.1. Détermination de la densité d’urbanisation par formation

Les superficies des zones urbanisées du département ont été calculées à partir de la couche bâti de la BDTOPO de l’IGN à l’échelle 1/25 000 (Illustration 46). Ils ont ensuite été superposés à la carte synthétique des formations argileuses et marneuses. Ceci a permis de calculer, pour chacune des 20 formations retenues, la surface d'affleurement qui se trouve être réellement urbanisée.

La surface totale du bâti du département a été ainsi estimée à environ 45,3 km2, soit environ 0,8 % de la superficie totale.

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 urbanisées dans les formations retenues comme argileuses à 43,5 km2, soit près de 0,9 % de leur surface totale d’affleurement. Les surfaces urbanisées et le nombre de sinistres recensés sont indiqués pour chaque formation dans le tableau de l’illustration 47.



Illustration 46 – Carte du bâti sur le département de l’Ain.



Cod

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n

Des

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2)

Taux

d'u

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isat

ion

(%)

1 E Eboulis du Quaternaire 152,0 2,69 0,0 0,0 0,64 0,42

2 C Colluvions et formations de versant 175,2 3,10 14,0 8,0 0,96 0,55

3 T Dépôts tourbeux 2,3 0,04 0,0 0,0 0,00 0,00

4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 60,3 1,07 2,0 3,3 0,35 0,58

5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 696,1 12,32 49,0 7,0 11,85 1,70

6 Fy Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 298,2 5,28 12,0 4,0 1,92 0,64

7 OE-G Limons sur formations quaternaires 902,9 15,98 110,0 12,2 4,69 0,52

8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 343,9 6,09 57,0 16,6 4,45 1,29

9 G Formations glaciaires et glaciolacustres ou lacustres du Quaternaire 984,7 17,43 30,0 3,0 11,83 1,20

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 105,4 1,87 37,0 35,1 1,76 1,67

11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 350,5 6,20 64,0 18,3 2,15 0,61

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 35,8 0,63 5,0 14,0 0,61 1,70

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 41,6 0,74 1,0 2,4 0,28 0,68

14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 112,2 1,99 1,0 0,9 0,38 0,34

15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 373,8 6,61 1,0 0,3 0,57 0,15

16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 60,9 1,08 2,0 3,3 0,23 0,37

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 102,3 1,81 4,0 3,9 0,38 0,37

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 220,7 3,91 0,0 0,0 0,47 0,21

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 5,1 0,09 0,0 0,0 0,01 0,23

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 5,3 0,09 0,0 0,0 0,02 0,30

Total des formations argileuses 5029,4 86,94 389,0 7,73 43,5 0,87

Formations à priori non argileuses 620,7 10,99 10 - 1,7 0,28

Total département (hors réseau hydrographique) 5650,2 97,67 399,0 - 45,3 0,80

Illustration 47 – Nombre de sinistres et taux d’urbanisation par formation

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 urbanisée 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 le taux d’urbanisation varie d’une formation à



l’autre (Illustration 47). Les densités de sinistres rapportées à 100 km2 de formation argileuse réellement urbanisée sont présentées dans le tableau de l’illustration 48.

La densité moyenne ainsi obtenue pour les formations argileuses est de 900 sinistres pour 100 km2 d’affleurement réellement urbanisé.

Afin de hiérarchiser les formations argileuses selon leur degré de sinistralité, la valeur moyenne de la densité de sinistres pour 100 km2 de formation argileuse bâtie est habituellement choisie comme seuil. Toutefois, étant donné que cette densité prend en compte les sinistres de la commune de Fareins qui représentent près d’un quart de nombre total de sinistres sur le département, il a été décidé d’abaisser ce seuil à 750 sinistres environ pour 100 km2. À partir de ce dernier ont été définies les coupures suivantes pour l’attribution de notes caractérisant la sinistralité :

- note 1 : moins de 750 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 750 et 1 500 sinistres pour 100 km2 de surface bâtie dans la formation (ce qui correspond aux formations ayant une densité supérieure à la moyenne des zones argileuses et inférieure à environ deux fois cette moyenne) ;

- note 3 : plus de 1 500 sinistres pour 100 km2 de surface bâtie dans la formation (ce qui correspond aux formations ayant une densité sensiblement supérieure à deux fois la moyenne).

Il est important de noter que pour 3 des 20 formations considérées, le critère de sinistralité ne peut être jugé comme étant significatif en raison de la trop faible surface bâtie qu’elles présentent. En effet, pour ces 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 nulle à forte. Les formations concernées sont les suivantes :

- des Dépôts tourbeux (T) ;

- des Formations marneuses du Lias et de l’Aalénien (l-j1m), et ;

- des Marnes du Trias, argiles, de Levallois et schistes cartons (t-l).

Les formations présentant une sinistralité particulièrement élevée (plus de 2 000 sinistres pour 100 km² d’affleurement urbanisé) sont : - les Cailloutis et sables sur marnes de Bresse (plus de 2 650 sinistres pour 100 km2

urbanisés) ; - les Marnes de Bresse pliocènes (près de 2 600 sinistres pour 100 km2 urbanisés) ; - les Limons sur formations quaternaires (près de 2 100 sinistres pour 100 km2

urbanisés), essentiellement liés aux déclarations de sinistres sur la commune de Fareins.

Dans une mesure moindre, les colluvions et formations de versant et les Limons sur marnes de Bresse se distinguent également (plus de 1 250 sinistres pour 100 km2 urbanisés).



Les notes de sinistralité ainsi attribuées sont précisées dans le tableau de l’illustration 48. Trois formations obtiennent donc une note de densité de sinistres de 3 : les Cailloutis et sables sur marnes de Bresse, les Marnes de Bresse pliocènes et les Limons sur formations quaternaires.

Il est à noter que ce niveau de sinistralité reste relativement faible par comparaison à la Saône-et-Loire et au Jura mais est plus important que celui obtenu dans la Haute-Savoie et la Savoie. Il est, par ailleurs, naturellement bien inférieur à ceux calculés dans plusieurs départements de la région Île-de-France par exemple (Essonne, Val-de-Marne et Seine Saint-Denis) où elle atteint en moyenne 9 000 sinistres pour 100 km² de surface bâtie argileuse, avec des pointes allant jusqu’à plus de 50 000 sinistres pour 100 km² bâtis dans certaines formations argileuses particulièrement réactives.

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1 E Eboulis du Quaternaire 152,0 2,69 0 0,64 0,42 0,00 1 2 C Colluvions et formations de versant 175,2 3,10 14 0,96 0,55 7,99 2 3 T Dépôts tourbeux 2,3 0,04 0 0,00 0,00 0,00 NS 4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 60,3 1,07 2 0,35 0,58 3,32 1 5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 696,1 12,32 49 11,85 1,70 7,04 1 6 Fy-z Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 298,2 5,28 12 1,92 0,64 4,02 1 7 OE-G Limons sur formations quaternaires 902,9 15,98 110 4,69 0,52 12,18 3 8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 343,9 6,09 57 4,45 1,29 16,57 2

9 G Formations glaciaires et glaciolacustres ou lacustres du Quaternaire 984,7 17,43 30 11,83 1,20 3,05 1

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 105,4 1,87 37 1,76 1,67 35,09 3 11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 350,5 6,20 64 2,15 0,61 18,26 3

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 35,8 0,63 5 0,61 1,70 13,95 2

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 41,6 0,74 1 0,28 0,68 2,40 1 14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 112,2 1,99 1 0,38 0,34 0,89 1 15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 373,8 6,61 1 0,57 0,15 0,27 1 16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 60,9 1,08 2 0,23 0,37 3,28 2

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 102,3 1,81 4 0,38 0,37 3,91 2

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 220,7 3,91 0 0,47 0,21 0,00 1

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 5,1 0,09 0 0,01 0,23 0,00 NS

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 5,3 0,09 0 0,02 0,30 0,00 NS

Total des formations argileuses 5029,4 89,01 389 43,5 0,87 8,94 Formations à priori non argileuses 620,7 10,99 10 1,7 0,28 5,78

Total département (hors réseau

hydrographique) 5650,2 100,00 399 45,3 0,80 8,82 NS: non significatif

Illustration 48 – Sinistralité et notes de densité de sinistres



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 a été ici 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 (seules les deux premières classes apparaissent dans le département de l’Ain).

Pour le facteur densité de sinistres, le critère utilisé est la densité de sinistres rapportée à 100 km2 d’affleurement réellement urbanisé. La note de sinistralité est établie en comparant ce résultat aux valeurs seuils et vaut selon les cas 1, 2 ou 3.

Étant donné que la susceptibilité des formations géologiques a été définie en se basant sur trois critères différents (lithologique, minéralogique et géotechnique) et qu’elle représente une caractéristique intrinsèque de la formation, il a été décidé d’accorder deux fois plus de poids à l’indice de susceptibilité qu’à la note de densité de sinistres, ceci conformément à la méthodologie retenue au niveau national.

Pour chaque formation argileuse ou marneuse, on calcule donc un indice d’aléa en additionnant la note de densité de sinistres et le double de la note de susceptibilité. La valeur ainsi obtenue est un entier potentiellement compris entre 3 et 9. Les formations sont ensuite hiérarchisées (Illustration 49) en prenant en compte les coupures suivantes, qui permettent de définir trois niveaux d’aléa (faible, moyen et fort) : - aléa faible : note d’aléa égale à 3, 4 ou 5 ; - aléa moyen : note d’aléa égale à 6 ou 7 ; aléa fort : note d’aléa égale à 8 ou 9.

Losque la note de sinistralité est jugée non significative, le niveau d’aléa est directement déterminé à partir de l’indice de susceptibilité.

La répartition de l’aléa sur le département de l’Ain est le suivant (Illustration 50 et Illustration 51) :

- aucune formation n’est classée en aléa fort vis à vis du phénomène de retrait-gonflement des argiles ;

- 9 formations présentent un aléa moyen, résultant d’une susceptibilité moyenne combinée avec une sinistralité forte ou moyenne (ou non significative lorsque peu urbanisée). Ces formations couvrent près de 15 % de la superficie départementale.



- 11 formations, couvrant plus de 74 % de la superficie départementale, sont considérées comme présentant un aléa faible vis à vis du phénomène de retrait-gonflement. Exception faite des Limons sur formations quaternaires, elles résultent d’une susceptibilité faible assortie d’une sinistralité faible à moyenne, voire non significative, ou d’une susceptibilité moyenne combinée à une densité de sinistres faible. Concernant la formation des Limons sur formations quaternaires, l’aléa faible résulte d’une susceptibilité faible assortie d’une sinistralité forte. Comme mentionné dans le paragraphe 7.3, la quasi-totalité des sinistres comptabilisés sur cette formation est concentrée sur la commune de Fareins et, en l’absence d’étude géotechnique plus poussée pour connaître l’origine exact des sinistres, la note de sinistralité ne nous a pas semblé représentative de l’ensemble de la formation.

Code Notation Formation N

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1 E Eboulis du Quaternaire 2 * 1 1 Faible 1 3 Faible

2 C Colluvions et formations de versant 3 3 2 2 Moyen 2 6 Moyen

3 T Dépôts tourbeux 4 * 2 2 Moyen NS NS Moyen

4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 3 * 2 2 Moyen 1 5 Faible

5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 1 2 2 1 Faible 1 3 Faible

6 Fy-z Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 2 2 2 1 Faible 1 3 Faible

7 OE-G Limons sur formations quaternaires 1 2 1 1 Faible 3 5 Faible

8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 2 * 2 1 Faible 2 4 Faible

9 G Formations glaciaires et glaciolacustres ou lacustres du Quaternaire 2 1 2 1 Faible 1 3 Faible

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 2 3 2 2 Moyen 3 7 Moyen

11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 3 3 2 2 Moyen 3 7 Moyen

12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes et miocènes 2 3 2 2 Moyen 2 6 Moyen

13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 2 2 2 1 Faible 1 3 Faible

14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 2 2 2 1 Faible 1 3 Faible

15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 2 1 2 1 Faible 1 3 Faible

16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 3 3 2 2 Moyen 2 6 Moyen

17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 2 3 2 2 Moyen 2 6 Moyen

18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du Bathonien 2 1 2 1 Faible 1S 3 Faible

19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 3 2 2 2 Moyen NS NS Moyen

20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes cartons 4 2 2 2 Moyen NS NS Moyen

* : note minéralogique non prise en compte NS : non significative

Illustration 49 – Niveau d’aléa des formations.



Code Notation Formation Surface (km2)

Surface (% du

département) Niveau d'aléa

2 C Colluvions et formations de versant 175,2 3,10 Moyen 3 T Dépôts tourbeux 2,3 0,04 Moyen

10 p-IVBs Cailloutis et sables sur marnes de Bresse pliocènes 105,4 1,87 Moyen 11 p-IVBm Marnes de Bresse pliocènes 350,5 6,20 Moyen 12 m1-3 Molasse avec alternances argilo-marneuses oligocènes

et miocènes 35,8 0,63 Moyen 16 j5m Niveaux marneux de l'Oxfordien 60,9 1,08 Moyen 17 j3-5 Calcaires et marno-calcaires du Callovien à l'Oxfordien 102,3 1,81 Moyen 19 l-j1m Formations marneuses du Lias et de l'Aalénien 5,1 0,09 Moyen 20 t-l Marnes du Trias, argiles de Levallois et schistes

cartons 5,3 0,09 Moyen

Aléa moyen 842,9 14,92

1 E Eboulis du Quaternaire 152,0 2,69 Faible 4 R Argiles résiduelles, moraines altérées et remblais 60,3 1,07 Faible 5 Fz Alluvions récentes, fluviatiles ou fluvio-glaciaires 696,1 12,32 Faible 6 Fy Alluvions anciennes ou du bassin versant de la Saône 298,2 5,28 Faible 7 OE-G Limons sur formations quaternaires 902,9 15,98 Faible 8 OE-p Limons sur marnes du Pliocène 343,9 6,09 Faible 9 G Formations glaciaires et glaciolacustres ou lacustres du

Quaternaire 984,7 17,43 Faible 13 n3 Calcaires, marno-calcaires et marnes de l'Hauterivien 41,6 0,74 Faible 14 n1-2 Calcaires et marnes du Berriasien et du Valanginien 112,2 1,99 Faible 15 j6-7 Calcaires et marnes du Kimméridgien au Purbeckien 373,8 6,61 Faible 18 j2-3 Calcaires, marnes et marno-calcaires du Bajocien et du

Bathonien 220,7 3,91 Faible

Aléa faible 4186,53 74,10

Total des formations argileuses 5029,4 89,01

Formations à priori non argileuses 620,7 10,99

Total département (hors réseau hydrographique) 5650,2 100,00

Illustration 50 - Classement des formations en fonction de leur niveau d’aléa



Illustration 51 – 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 52 et en carte hors-texte à l’échelle 1/150 000 (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.

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 11 % 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 très proche de la carte de susceptibilité établie précédemment, sur la seule base d’une caractérisation physique des formations identifiées comme argileuses. La prise en compte de la sinistralité confirme donc globalement l’analyse géologique, sauf pour les éléments suivants :

- Les argiles résiduelles, moraines altérées et remblais sont peu sinistrés en comparaison de ce qui était attendu. Cet écart peut probablement s’expliquer par une note lithologique sur-évaluée, liée aux fortes variations de lithologie susceptibles de caractériser ces matériaux altérés.



- La forte sinistralité observée sur les limons sur formations quaternaires est essentiellement dû au cas particulier de la commune de Fareins, où plus de 100 sinistres ont été recensés par la mairie (sans qu’une étude permette de définir la cause exacte de ces sinistres). Ainsi il n’est pas exclu que d’autres facteurs que le retrait-gonflement des argiles soient responsables de mouvements de terrain.

- La sinistralité est moyenne sur les Limons sur marnes du Pliocène bien que la susceptibilité soit faible. Dans la description de cette formation, il est noté que les variations d’épaisseur peuvent être importantes (du décimètre au mètre). Il n’est pas exclu que certains sinistres soient dans des secteurs où l’épaisseur des limons soit si faible que les fondations des bâtiments soient finalement ancrées dans des formations marneuses du Pliocène.



Illustration 52 – Carte départementale de l’aléa retrait-gonflement de l’Ain



9. Cohérence avec les départements limitrophes

Parmi les départements limitrophes de l’Ain, seuls quatre disposent d’ores-et-déjà d’une carte d’aléa publiée. Il s’agit des départements de l’Isère (38), du Jura (39), du Rhône (69) et de la Saône-et-Loire (71). L’illustration 53 juxtapose ces 3 cartes d’aléa à celle établie pour l’Ain.

Illustration 53 – Juxtaposition des cartes d’aléa limitrophes à l’Ain

D’après cette illustration, les résultats apparaissent comme relativement cohérents avec ceux des départements voisins.

Vis-à-vis du Rhône, il n’apparaît pas de discontinuités, les alluvions du Rhône et de la Saône ont un aléa moyen.

Vis-à-vis de la Saône-et-Loire, une différence de cartographie apparaît sur les formations de la Bresse (Nord-Ouest du département). Elles s’expliquent par la cartographie plus précise des Limons de recouvrement sur le département de l’Ain, ce qui n’était pas le cas des cartes géologiques du Nord du département.

Vis-à-vis du Jura, quelques discontinuités s’observent au sein de la chaîne jurassienne : dans le département de l’Ain, les Calcaires et marno-calcaires du



Callovien à l'Oxfordien et les Niveaux marneux apparaissent en aléa moyen, alors qu’ils ne sont pas distingués spécifiquement dans le département du Jura. Toutefois, à ces quelques détails près, on retrouve bien les mêmes bassins de risque entre les départements avec des niveaux d’aléa équivalents (notamment sur les formations glaciaires des plateaux jurassiens).

Les formations bajociennes et bathoniennes, essentiellement calcaires, marno-calcaires et marneuses présentes dans l’Ain et le Jura n’ont pas été conservées dans le département de l’Isère. Il s’agit vraisemblablement d’une variation du faciès, qui se rajoute au contexte tectonique très différent entre le massif jurassien et les pré-alpes. Enfin, en Isère, l’érosion des formations les moins compétentes (par exemple marneuses) au cours des dernières avancées glaciaires a probablement été plus intense que dans le massif jurassien.



10. 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 l’Ain. 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 20 formations argileuses ou marneuses, parfois très hétérogènes.

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 qui combine leur susceptibilité et la sinistralité associée. Cette dernière a été évaluée à partir du recensement des sinistres, en calculant pour chaque formation une densité de sinistres, rapportée à la surface d’affleurement réellement urbanisée, ceci afin de permettre des comparaisons fiables entre elles. Au total,



399 sinistres répartis dans 63 communes du département ont ainsi été recensés et localisés. Cet échantillon, bien qu’assurément non exhaustif, paraît représentatif du phénomène tel qu’il a été observé à ce jour dans le département.

En appliquant au département de l’Ain 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 5 650 km2 (surface départementale hors réseau hydrographique),

- 15 % est classé en aléa moyen ;

- 74 % est classé en aléa faible ;

- 11 % 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 l’Ain, 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.



11. Bibliographie

Références principales citées dans le texte

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Cartes géologiques à 1/50 000

Feuille Numéro Auteurs de la carte et de la notice (année de publication de la carte)

Tournus 602 J.-P. PERTHUISOT (1972)

Montpont-en-Bresse 603 F. BERGERAT, J-J. PUISSEGUR, G. FARJANEL, J. PUTALLAZ, R. FLEUR Y (1981)

Macon 625 J.-P. PERTHUISOT (1969)

Saint-Amour 626 F. BERGERAT, A. GUIFFRAY, J-J. PUISSÉGUR R. FLEURY, G. FARJANEL, P-C. BEAUDUC, G. LATREILLE (1983)



Feuille Numéro Auteurs de la carte et de la notice (année de publication de la carte)

Moirans-en-Montagne 627 J. TRICART, M. CLIN et J. PERRIAU (1968)

Saint-Claude 628 A. et S. GUILLAUME, F. LLAC, M. MEURISSE (1971)

Douvaine 629 R.VIAL, avec la collaboration de M.A. CONRAD, J. CHAROLLAIS (1987)

Belleville 650

M. LORENCHET de MONTJAMONT, A. TEGYEY, avec la collaboration de J. COMBIER, J.P. CARROUÉ, R. TOSAN, J.J. COLLIN, et A. GÉRARD (1973)

Bourg-en-Bresse 651 R. FLEURY, Y. KERRIEN et G. MONJUVENT (1988)

Nantua 652 C. MANGOLD, R. ENAY (2004)

Saint-Julien-en-Genevois 653 M. DONZEAU, R. WERNLI, J. CHAROLLAIS, G. MONJUVENT (1997)

Annemasse 654 (1998)

Villefranche-sur-Saône 674 G. MONJUVENT, R. MOUTERDE, et A. TEGYEY, avec la collaboration de JJ.COLLIN, A. GERARD, et J. COMBIER (1973)

Ambérieu-en-Bugey 675 Y. KERRIEN, G. MONJUVENT, avec la collaboration de M. CORNA, J. GIREL, P. IMANDIER et J. COMBIER (1988)

Saint-Rambert-en-Bugey 676 R. ENAY, en collaboration avec BARDIN, J. GlREL, LAURENT, M. DE MONTJAMONT et H. VILAIN (1987)

Seyssel 677 P. DONZE, R. ENAY (1972)

Lyon 698 L. DAVID, avec la collaboration de S. ELMI et de J. FÉRAUD (1978)

Montluel 699 L. DAVID, R. ENAY, C. MANGOLD, avec la collaboration de A. BAMBIER (1978)

Belley 700

Y. KERRIEN, G. MONJUVENT avec la collaboration de J. COMBIER, C. GAILLARD, J. GIBERT, J. GIREL, R. LAURENT, M. LORENCHET DE MONTJAMONT (1990)

Rumilly 701 P. GIDON (1970)

La Tour du Pin 724 M. GIGOUT, avec la collaboration de R. ENAY et J.-P. RAMPNOUX et de A. PACHOUD (1976)

Chambéry 725 P. GIDON, R. PERRIER, B. DOUDOUX (1963)



Sites internet

http://www.argiles.fr : site internet sur l’aléa retrait-gonflement des sols argileux développé par le BRGM, affichant les cartes d’aléa déjà publiées, par commune et par département

http://www.brgm.fr et http://www.infoterre.fr : sites internet du BRGM

http://www.meteofrance.fr : site internet de Météo France

http://www.prim.net : site internet du Ministère de l’écologie, de l’énergie, du développement durable et de la mer, sur la prévention des risques majeurs, affichant les risques naturels et technologiques ainsi que les reconnaissances de l’état de catastrophe naturelle

http://www.cadastre.gouv.fr, http://www.pagesjaunes.fr, http://www.mappy.fr, http://www.maporama.fr, http://www.claritas.fr : sites internet utilisés pour la localisation des sinistres



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 – 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 à septembre 2009) :

- Nombre de sinistres localisés par commune

- Communes reconnues en état de catastrophe naturelle « sécheresse », dates des arrêtés et de leurs parutions au Journal Officiel

- Liste des sinistres localisés et formations géologiques concernées



Nombre de sinistres localisés par commune

INSEE Commune Nombre de sinistres localisés

INSEE Commune Nombre de

sinistres localisés

1004 AMBERIEU-EN-BUGEY 4 1238 MASSIEUX 2

1019 ARMIX 1 1243 MESSIMY-SUR-SAONE 25

1024 ATTIGNAT 7 1244 MEXIMIEUX 1

1025 BAGE-LA-VILLE 6 1246 MEZERIAT 7

1033 BELLEGARDE-SUR-VALSERINE 7 1258 MONTCEAUX 2

1038 BENY 1 1265 MONTREAL-LA-CLUSE 2

1245 BOHAS-MEYRIAT-RIGNAT 5 1271 NATTAGES 1

1053 BOURG-EN-BRESSE 32 1291 PERREX 14

1062 BRESSOLLES 5 1301 POLLIAT 2

1065 BUELLAS 3 1314 PRIAY 1

1075 CHALEINS 1 1320 REPLONGES 22

1089 CHATEAU-GAILLARD 3 1333 SAINT-ANDRE-DE-CORCY 1

1124 CORMOZ 2 1337 SAINT-BENIGNE 2

1130 CRAS-SUR-REYSSOUZE 2 1339 SAINT-BERNARD 7

1134 CROTTET 16 1346 SAINT-DIDIER-D'AUSSIAT 1

1136 CRUZILLES-LES-MEPILLAT 2 1350 SAINT-ETIENNE-DU-BOIS 6

1144 DOMMARTIN 2 1355 SAINT-GENIS-SUR-MENTHON 5

1147 DOMSURE 2 1356 SAINT-GEORGES-SUR-RENON 1

1149 DOUVRES 4 1364 SAINT-JEAN-SUR-REYSSOUZE 1

1157 FAREINS 76 1374 SAINT-MARTIN-DU-MONT 5

1159 FEILLENS 2 1385 SAINT-REMY 1

1163 FOISSIAT 30 1388 SAINT-TRIVIER-DE-COURTES 2

1171 GEOVREISSET 3 1392 SAMOGNAT 1

1183 GUEREINS 1 1413 SURJOUX 1

1189 INJOUX-GENISSIAT 5 1422 TOSSIAT 5

1195 JASSERON 13 1426 TREFFORT-CUISIAT 6

1202 LAGNIEU 2 1430 VARAMBON 2

1203 LAIZ 3 1446 VILLENEUVE 1

1225 LURCY 1 1447 VILLEREVERSURE 1

1231 MANZIAT 7 1450 VILLIEU-LOYES-MOLLON 3

1232 MARBOZ 14 1457 VONNAS 1

1236 MARSONNAS 5



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 Nom commune Date de début Date de fin

Date de publication de

l'arrêté

Date de publication au

JO01004 Ambérieu-en-Bugey 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401007 Ambronay 01/07/2003 30/09/2003 11/01/2005 01/02/200501024 Attignat 01/07/2003 30/09/2003 11/01/2005 01/02/200501025 Bâgé-la-Ville 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401029 Beaupont 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401038 Bény 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401063 Brion 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004

01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401/06/1989 31/12/1990 28/03/1991 17/04/1991

01072 Ceyzériat 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401092 Châtillon-la-Palud 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401093 Châtillon-sur-Chalaronne 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401096 Chaveyriat 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401124 Cormoz 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401134 Crottet 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401136 Cruzilles-lès-Mépillat 01/07/2003 30/09/2003 27/05/2005 31/05/200501149 Douvres 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401157 Fareins 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401159 Feillens 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401163 Foissiat 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401171 Géovreisset 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401179 Grièges 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401189 Injoux-Génissiat 01/07/2003 30/09/2003 22/11/2005 13/12/200501195 Jasseron 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004

01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401/06/1989 31/12/1991 11/03/1992 29/03/1992

01203 Laiz 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401232 Marboz 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004

01/06/1989 31/12/1990 28/03/1991 17/04/199101236 Marsonnas 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401243 Messimy-sur-Saône 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401245 Bohas-Meyriat-Rignat 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004

01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401/06/1989 31/12/1991 06/11/1992 18/11/1992

01265 Montréal-la-Cluse 01/07/2003 30/09/2003 24/04/2007 04/05/200701291 Perrex 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401308 Pougny 01/08/1990 31/12/1990 14/05/1991 12/06/199101320 Replonges 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004

01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401/06/1989 31/12/1989 31/08/1990 16/09/199001/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401/01/1990 31/12/1991 06/11/1992 18/11/199201/06/1989 31/12/1989 31/08/1990 16/09/1990

01355 Saint-Genis-sur-Menthon 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401363 Saint-Jean-le-Vieux 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401364 Saint-Jean-sur-Reyssouze 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401385 Saint-Rémy 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401388 Saint-Trivier-de-Courtes 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401426 Treffort-Cuisiat 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401446 Villeneuve 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401447 Villereversure 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401450 Villieu-Loyes-Mollon 01/07/2003 30/09/2003 31/03/2008 04/04/200801451 Viriat 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/200401457 Vonnas 01/07/2003 30/09/2003 25/08/2004 26/08/2004

Saint-Bernard01339

Saint-étienne-du-Bois01350

Mézériat01246

Buellas01065

Jayat01196



Liste des sinistres localisés

Commune Identifiant X (Lambert II

étendu, métrique)

Y (Lambert II étendu,

métrique) Date Formation

argileuse

01004-001 833192.55 2110871 2003 Fz 01004-002 835006.61 2111252.28 2003 m1-3 01004-003 832242.09 2110769.96 2004 Fz AMBERIEU-EN-BUGEY

01004-004 834449.12 2111018.34 2004 m1-3

ARMIX 01019-001 852298.5 2099525.62 2001 G

01024-001 817567.84 2147923.49 OE-p 01024-002 817590.86 2146990.46 OE-p 01024-003 817692.71 2146773.58 OE-p 01024-004 817689.39 2146073.8 OE-p 01024-005 818353.08 2145176.97 Fz 01024-006 820094.16 2146579.85 Fz

ATTIGNAT

01024-007 819956.22 2146753.87 Fz 01025-001 798567.63 2149762.99 p-IVBs 01025-002 801576.74 2151262.33 p-IVBm 01025-003 800928.06 2153325.23 p-IVBm 01025-004 805206.35 2148592.45 p-IVBm 01025-005 800555.83 2148437.44 p-IVBm

BAGE-LA-VILLE

01025-006 800521.12 2151992.13 p-IVBm 01033-001 868792.09 2129446.4 2003 G 01033-002 869175.2 2130013.39 2003 G 01033-003 868696.31 2129368.26 2003 G 01033-004 868094.03 2129237.2 2003 G 01033-005 868608.21 2129395.99 2003 G 01033-006 869379.36 2129358.18 2003 G

BELLEGARDE-SUR-VALSERINE

01033-007 868638.46 2130381.27 2003 G

BENY 01038-001 827663.52 2151358.34 2003 p-IVBm

01245-001 833323.95 2131332.75 2003 NOARG 01245-002 833141.11 2131518.47 2003 j3-5 01245-003 836110.46 2132743.99 2003 NOARG 01245-004 835792.88 2132474.3 2003 n1-2

BOHAS-MEYRIAT-RIGNAT

01245-005 835346.41 2131146.92 2003 R 01053-001 822082.37 2138588.42 2003 Fz 01053-002 824138.85 2137716.79 2003 Fy 01053-003 821949.47 2137105.81 2003 Fz 01053-004 821821.5 2137434.5 2003 Fz 01053-005 824847.57 2139010.72 2003 Fz 01053-006 822425.38 2137499 2003 Fz 01053-007 821753.33 2137318.1 Fz 01053-008 823225.52 2139739.02 2004 Fy 01053-009 825162.28 2137347.08 2004 Fz 01053-010 824719.94 2138547.29 2004 Fz 01053-011 822736.2 2138078.25 2003 C 01053-012 826667.59 2137000.4 2003 OE-p 01053-013 826705.97 2136986.66 2003 OE-p 01053-014 822264.53 2137393.37 2003 Fz 01053-015 822271.75 2137340.1 2003 Fz 01053-016 823403.79 2137013.23 2003 Fz

BOURG-EN-BRESSE

01053-017 823421.32 2137027.67 2003 Fz




étendu, métrique)



argileuse

01053-018 823288.42 2137797.11 2003 Fy 01053-019 823208.22 2138787.66 2003 Fy 01053-020 823287.27 2138943.12 2003 Fy 01053-021 823630.4 2138126.95 2003 Fy 01053-022 822660.02 2138151.92 2003 Fz 01053-023 824839.09 2138188.93 2003 Fz 01053-024 822728.07 2138710.67 2003 Fy 01053-025 821849.91 2137035.69 2003 Fz 01053-026 821915.33 2136949.31 2003 Fz 01053-027 823487.88 2138703.22 2003 Fy 01053-028 823811.76 2138560.12 2003 Fy 01053-029 822189.6 2138205.08 2003 Fz 01053-030 823210.4 2136281.03 2003 Fz 01053-031 823239.27 2136327.78 2003 Fz 01053-032 823452.71 2138255.95 2003 Fy 01062-001 813901.91 2099834.15 OE-G 01062-002 813881.17 2099307.6 p-IVBm 01062-003 813931.47 2100155.62 2003 OE-G 01062-004 814216.97 2100298.49 OE-G

BRESSOLLES

01062-005 814168.51 2099997.52 OE-G 01065-001 816624.49 2139352.13 1990 p-IVBm 01065-002 816612.46 2139415.14 2004 p-IVBm

BUELLAS 01065-003 816861.18 2139379.17 2007 p-IVBm

CHALEINS 01075-001 791131.17 2117437.9 2004 OE-G

01089-001 831016.91 2112850.73 2003 Fz 01089-002 831358.44 2111081.12 2003 Fz

CHATEAU-GAILLARD 01089-003 831548.5 2111127.98 2003 Fz 01124-001 821982.92 2164776.71 p-IVBm

CORMOZ 01124-002 823072.34 2162425.9 p-IVBm 01130-001 817280.96 2149096.89 2003 p-IVBm

CRAS-SUR-REYSSOUZE 01130-002 819575.17 2149986.51 2003 p-IVBm 01134-001 796674.28 2145334.04 2003 p-IVBs 01134-002 797132.78 2144576.41 2003 p-IVBm 01134-003 797147.56 2144569.07 2003 p-IVBm 01134-004 797191.67 2144554.29 2003 p-IVBs 01134-005 796711.06 2145402.67 2003 p-IVBs 01134-006 797115.6 2144537.11 2003 p-IVBm 01134-007 796644.84 2145299.67 2003 p-IVBs 01134-008 797120.52 2144490.59 2003 p-IVBm 01134-009 797149.97 2144475.82 2003 p-IVBm 01134-010 796750.24 2144348.3 2003 p-IVBm 01134-011 796688.95 2145260.49 2003 p-IVBs 01134-012 797167.15 2144532.18 2003 p-IVBm 01134-013 796858.16 2145098.6 2003 p-IVBm 01134-014 796725.72 2145270.34 2003 p-IVBs 01134-015 796863.09 2144475.82 2003 p-IVBm

CROTTET

01134-016 796652.17 2145336.45 2003 p-IVBs 01136-001 797415.99 2140222.96 2003 OE-G

CRUZILLES-LES-MEPILLAT 01136-002 795434.78 2137170.19 2003 OE-G

DOMMARTIN01144-001 805486.7 2153211.47 2003 OE-p




étendu, métrique)



argileuse

01144-002 803515.22 2152586.16 2003 OE-p 01147-001 827367.94 2161623.47 2003 p-IVBm

DOMSURE 01147-002 827003.04 2161898.09 2004 OE-p 01149-001 834992.17 2114184.98 2006 m1-3 01149-002 835496.96 2114548.73 2003 m1-3 01149-003 835216.95 2114293.02 2004 m1-3 DOUVRES

01149-004 834956.88 2114614.84 2005 C 01157-001 787702.85 2116044.98 OE-G 01157-002 787216.97 2116101.81 OE-G 01157-003 787342.42 2116542.32 OE-G 01157-004 787155.91 2115461.95 OE-G 01157-005 787509.58 2116217.52 OE-G 01157-006 788097.99 2117989.19 OE-G 01157-007 787064.25 2116419.28 OE-G 01157-008 787342.99 2116542.32 OE-G 01157-009 787510.26 2116217.29 OE-G 01157-010 787510.03 2116217.29 OE-G 01157-011 787216.74 2116101.92 OE-G 01157-012 787217.31 2116102.04 OE-G 01157-013 787216.63 2116101.58 OE-G 01157-014 787496.86 2115110.92 OE-G 01157-015 787496.29 2115111.37 OE-G 01157-016 787459.17 2115971.32 OE-G 01157-017 787064.94 2116420.19 OE-G 01157-018 787406.35 2116851.08 OE-G 01157-019 787703.42 2116045.56 OE-G 01157-020 787688.53 2115297.32 OE-G 01157-021 787342.65 2116541.41 OE-G 01157-022 787250.88 2115024.19 Fz 01157-023 787474.98 2115709.99 OE-G 01157-024 787158.54 2115460.81 OE-G 01157-025 787509.92 2116217.87 OE-G 01157-026 787342.99 2116541.63 OE-G 01157-027 787546.81 2115501.93 OE-G 01157-028 787522.75 2114549.42 Fz 01157-029 787701.82 2116046.02 OE-G 01157-030 787704.45 2116044.07 OE-G 01157-031 787216.86 2116101.58 OE-G 01157-032 787462.6 2115703.8 OE-G 01157-033 787731.72 2115718.93 OE-G 01157-034 787216.74 2116101.81 OE-G 01157-035 787250.88 2115024.19 Fz 01157-036 787065.05 2116420.08 OE-G 01157-037 788049.3 2116824.96 OE-G 01157-038 787703.77 2116044.64 OE-G 01157-039 787474.63 2115710.33 OE-G 01157-040 787704.23 2116045.21 OE-G 01157-041 787510.49 2116217.64 OE-G 01157-042 787217.31 2116101.58 OE-G

FAREINS

01157-043 787343.57 2116542.21 OE-G




étendu, métrique)



argileuse

01157-044 787952.95 2117496.1 OE-G 01157-045 787510.03 2116217.64 OE-G 01157-046 787462.6 2115703.69 OE-G 01157-047 787509.92 2116217.52 OE-G 01157-048 787731.61 2115719.04 OE-G 01157-049 787731.95 2115718.81 OE-G 01157-050 787459.17 2115971.43 OE-G 01157-051 787728.17 2116209.62 OE-G 01157-052 787216.86 2116101.7 OE-G 01157-053 787216.97 2116101.7 OE-G 01157-054 787342.88 2116541.86 OE-G 01157-055 787064.71 2116419.62 OE-G 01157-056 788429.09 2115964.79 OE-G 01157-057 787459.28 2115971.32 OE-G 01157-058 788254.95 2116907.22 OE-G 01157-059 788032.69 2116893.36 OE-G 01157-060 787158.31 2115461.03 OE-G 01157-061 787459.28 2115971.32 OE-G 01157-062 788049.3 2116824.96 OE-G 01157-063 788234.9 2116074.77 OE-G 01157-064 787510.26 2116217.87 OE-G 01157-065 787217.08 2116101.81 OE-G 01157-066 787546.81 2115501.93 OE-G 01157-067 787731.95 2115718.93 OE-G 01157-068 787064.71 2116419.73 OE-G 01157-069 787459.28 2115971.43 OE-G 01157-070 787688.53 2115297.32 OE-G 01157-071 788049.3 2116824.96 OE-G 01157-072 787250.88 2115024.19 Fz 01157-073 787216.97 2116101.7 OE-G 01157-074 788049.3 2116824.96 OE-G 01157-075 787459.28 2115971.43 OE-G 01157-076 788049.3 2116824.96 OE-G 01159-001 796388.09 2151668.25 2003 p-IVBs

FEILLENS 01159-002 797890.76 2150734.18 2003 p-IVBs 01163-001 817133.28 2153780.41 p-IVBm 01163-002 819779.22 2155676.27 OE-p 01163-003 816017.39 2156053.43 p-IVBm 01163-004 817546.3 2153961.31 Fz 01163-005 816615.9 2155676.27 p-IVBm 01163-006 816716.49 2155696.32 p-IVBm 01163-007 817586.51 2155465.01 Fz 01163-008 819663.5 2156848.07 2003 OE-p 01163-009 816424.8 2157929.36 2003 p-IVBm 01163-010 818627.59 2156435.63 2003 C 01163-011 817983.83 2155741.58 p-IVBm 01163-012 822329.03 2160650.1 OE-p 01163-013 819663.5 2155490.22 OE-p 01163-014 816154.3 2156143.82 p-IVBm

FOISSIAT

01163-015 817606.67 2155364.42 p-IVBm




étendu, métrique)



argileuse

01163-016 818139.76 2154610.11 Fz 01163-017 819975.36 2160323.24 OE-p 01163-018 816756.7 2154881.63 p-IVBm 01163-019 819241.09 2154439.06 OE-p 01163-020 816188.44 2156450.75 p-IVBs 01163-021 816233.7 2155661.15 p-IVBm 01163-022 818496.75 2156063.51 OE-p 01163-023 816608.56 2154642.65 p-IVBm 01163-024 819512.73 2156536.22 OE-p 01163-025 816107.9 2156244.53 p-IVBm 01163-026 820030.69 2160217.61 OE-p 01163-027 816052.57 2156199.27 p-IVBm 01163-028 816117.99 2156093.64 p-IVBm 01163-029 818654.62 2156188.05 p-IVBm 01163-030 816681.31 2154685.49 p-IVBm 01171-001 853238.87 2144860.3 2003 NOARG 01171-002 853191.67 2144850.45 2003 NOARG

GEOVREISSET 01171-003 853089.02 2144834.98 2003 j3-5

GUEREINS 01183-001 788178.76 2125544.23 2003 Fz

01189-001 867713.21 2123297.91 2000 G 01189-002 867834.65 2123182.42 1990 G 01189-003 868463.74 2122656.56 1980 G 01189-004 868382.74 2123048.26 1990 G

INJOUX-GENISSIAT

01189-005 867902.13 2123266.97 1985 G 01195-001 830469.16 2137812.11 C 01195-002 830445.79 2139166.64 OE-p 01195-003 830306.48 2139518.02 OE-p 01195-004 829847.18 2138586.36 OE-p 01195-005 829854.97 2138234.98 OE-p 01195-006 830493.91 2138777.57 OE-p 01195-007 830484.86 2137887.61 C 01195-008 831093.78 2139242.14 j3-5 01195-009 830581.78 2137867.45 C 01195-010 830498.49 2137938.37 C 01195-011 831235.05 2139263.68 Fy 01195-012 831044.41 2139199.18 Fy

JASSERON

01195-013 829843.28 2138061.3 OE-p 01202-001 833266.9 2104800.65 1998 G

LAGNIEU 01202-002 833700.42 2104389.46 2005 Fz 01203-001 798390.85 2141760.68 2003 OE-G 01203-002 798906.97 2141780.16 2003 OE-G

LAIZ 01203-003 796846.71 2141775.8 2003 p-IVBm

LURCY 01225-001 788919.44 2121187.92 2003 G

01231-001 797624.85 2154749.77 2003 p-IVBs 01231-002 797343.82 2154174.87 2003 p-IVBs 01231-003 797282.52 2154162.15 2003 p-IVBs 01231-004 797333.62 2154205.57 2003 p-IVBs 01231-005 797320.67 2155132.54 2003 p-IVBs

MANZIAT

01231-006 797886.64 2154265.26 p-IVBs




étendu, métrique)



argileuse

01231-007 797367.65 2154028.45 2003 p-IVBs 01232-001 823428.76 2158549.17 p-IVBs 01232-002 824812.85 2153026.56 2003 OE-p 01232-003 823276.27 2148205.67 2003 OE-p 01232-004 825061.35 2150318.41 2003 p-IVBm 01232-005 824973.82 2150863.64 2003 C 01232-006 824945.52 2150832.59 2003 C 01232-007 824945.52 2150945.44 2003 C 01232-008 826001.95 2156701.88 2003 p-IVBm 01232-009 823447.09 2158471.49 2003 p-IVBs 01232-010 824749.27 2153993.85 2003 OE-p 01232-011 824544.42 2153071.58 2003 OE-p 01232-012 824226.73 2155227.4 2003 OE-p 01232-013 825072.69 2150474.45 p-IVBm

MARBOZ

01232-014 821767.88 2151337.37 OE-p 01236-001 810184.88 2153196.92 2003 p-IVBm 01236-002 808088.3 2153145.94 2003 p-IVBm 01236-003 808027.23 2153151.78 2003 p-IVBm 01236-004 810673.51 2151436.13 2003 p-IVBm

MARSONNAS

01236-005 812115.8 2153378.62 2003 p-IVBm 01238-001 792671.41 2104142.46 2007 Fz

MASSIEUX 01238-002 792563.6 2104103.16 2007 Fz 01243-001 786523.15 2118783.03 2003 Fz 01243-002 787234.38 2119498.85 2003 OE-G 01243-003 788032.69 2119622.58 2003 OE-G 01243-004 787939.66 2117996.87 OE-G 01243-005 787939.2 2117997.56 OE-G 01243-006 787940.46 2117997.67 OE-G 01243-007 787743.41 2118028.26 OE-G 01243-008 787939.89 2117997.44 OE-G 01243-009 787940.01 2117997.1 OE-G 01243-010 787939.66 2117997.33 OE-G 01243-011 787939.89 2117997.21 OE-G 01243-012 787743.41 2118028.26 OE-G 01243-013 787939.43 2117997.21 OE-G 01243-014 787939.55 2117997.21 OE-G 01243-015 787939.89 2117997.67 OE-G 01243-016 787940.69 2117996.87 OE-G 01243-017 787939.78 2117997.21 OE-G 01243-018 787940.69 2117996.87 OE-G 01243-019 787940.69 2117996.87 OE-G 01243-020 787876.99 2119398.37 OE-G 01243-021 787939.66 2117997.1 OE-G 01243-022 787940.69 2117996.87 OE-G 01243-023 787940.69 2117996.98 OE-G 01243-024 787940.69 2117996.98 OE-G

MESSIMY-SUR-SAONE

01243-025 787743.41 2118028.26 OE-G

MEXIMIEUX 01244-001 821581.36 2105608.92 2006 G

01246-001 807563.81 2141777.75 2005 OE-p




étendu, métrique)



argileuse

01246-002 808514.72 2141382.04 2003 OE-p 01246-003 808806.06 2141283.05 2003 OE-p 01246-004 808723.57 2141101.69 2003 OE-p 01246-005 809003.92 2140986.32 2003 p-IVBm 01246-006 809196.28 2140958.82 2003 OE-p 01246-007 810751.76 2141722.76 2003 OE-p 01258-001 790309.6 2124769.75 2003 OE-G

MONTCEAUX 01258-002 790247.16 2124781.1 2003 OE-G 01265-001 849883.31 2135281.66 2005 G

MONTREAL-LA-CLUSE 01265-002 849852.14 2135984.19 2005 G

NATTAGES 01271-001 866095.75 2087012.1 2003 n3

01291-001 802698.58 2141688.05 2003 OE-p 01291-002 802761.94 2141681.74 2003 OE-p 01291-003 802785.2 2141624.69 2003 OE-p 01291-004 802705 2141616.21 2003 OE-p 01291-005 803683.06 2141045.78 2003 p-IVBm 01291-006 804067.67 2140919.07 2003 OE-p 01291-007 804285.23 2141861.27 2003 OE-p 01291-008 804716.23 2142201.42 2003 OE-p 01291-009 802138.69 2142501.47 2003 p-IVBm 01291-010 801912.65 2142262.72 2003 p-IVBm 01291-011 801999.26 2142256.41 2003 p-IVBm 01291-012 802102.83 2142222.62 2003 p-IVBm 01291-013 803366.17 2141778.9 2003 OE-p

PERREX

01291-014 803596.45 2142324.01 2003 OE-p 01301-001 815045.29 2142482.8 2003 OE-p

POLLIAT 01301-002 815382.92 2141209.15 2003 p-IVBm

PRIAY 01314-001 828427.11 2115447.86 2003 Fz

01320-001 795107.35 2147653.34 2003 G 01320-002 796327.37 2148033.25 2003 p-IVBs 01320-003 795189.72 2148138.77 2003 G 01320-004 796418.11 2147953.05 2003 p-IVBs 01320-005 795732.2 2147357.76 2003 p-IVBs 01320-006 795508.45 2147224.75 2003 G 01320-007 795535.94 2148408.92 2003 p-IVBs 01320-008 795546.48 2148746.66 2003 p-IVBs 01320-009 796500.49 2147245.94 2003 p-IVBs 01320-010 795934.87 2148569.31 2003 p-IVBs 01320-011 796433.01 2147290.28 2003 p-IVBs 01320-012 795848.37 2148632.67 2003 p-IVBs 01320-013 796211.32 2147212.14 2003 p-IVBs 01320-014 795837.71 2148791 2003 p-IVBs 01320-015 795523.22 2149265.88 2003 p-IVBs 01320-016 795613.96 2148075.41 2003 p-IVBs 01320-017 795639.4 2148356.1 2003 p-IVBs 01320-018 795204.5 2147729.3 2003 G 01320-019 795890.53 2147328.2 2003 p-IVBs 01320-020 796122.64 2148009.99 2003 p-IVBs

REPLONGES

01320-021 795352.29 2148195.71 2003 p-IVBs




étendu, métrique)



argileuse

01320-022 795042.04 2147482.29 2003 G

SAINT-ANDRE-DE-CORCY 01333-001 803208.41 2106080.82 2003 OE-G

01337-001 800624 2163706.65 2003 NOARG SAINT-BENIGNE 01337-002 800624 2163940.94 NOARG

01339-001 785696.2 2107804.03 2003 Fz 01339-002 785750.51 2107920.09 2003 Fz 01339-003 785949.97 2107609.96 2003 Fz 01339-004 786332.62 2107454.03 2003 Fz 01339-005 785728.74 2107827.63 2003 Fz 01339-006 786240.17 2107430.54 2003 Fz

SAINT-BERNARD

01339-007 786325.41 2107379.68 2003 Fz

SAINT-DIDIER-D'AUSSIAT 01346-001 806914.09 2149416.54 2003 OE-p

01350-001 827487.43 2146687.31 2003 p-IVBm 01350-002 827317.41 2146747.23 2003 OE-p 01350-003 827273.3 2146343.95 1990 OE-p 01350-004 827096.87 2146035.31 2003 OE-p 01350-005 827783.59 2147402.44 2004 OE-p

SAINT-ETIENNE-DU-BOIS

01350-006 824683.96 2146107.71 2005 OE-p 01355-001 806945.37 2144249.2 2003 p-IVBm 01355-002 806918.68 2144213 2004 p-IVBm 01355-003 805637.7 2146457.95 2005 p-IVBm 01355-004 805687.31 2146599.32 2006 OE-p

SAINT-GENIS-SUR-MENTHON

01355-005 806798.38 2146847.48 2007 p-IVBm

SAINT-GEORGES-SUR-RENON 01356-001 808901.27 2126340.13 OE-G

SAINT-JEAN-SUR-REYSSOUZE 01364-001 810724.72 2158089.64 2003 OE-p

01374-001 830847.58 2124709.84 2003 Fz 01374-002 830664.04 2126723.24 2003 C 01374-003 831769.05 2125956.56 2003 R 01374-004 832665.76 2126248.36 j6-7

SAINT-MARTIN-DU-MONT

01374-005 830470.65 2126352.85 2003 C

SAINT-REMY 01385-001 818812.84 2136384.6 p-IVBm

01388-001 811101.76 2166272.96 OE-p SAINT-TRIVIER-DE-COURTES 01388-002 812019.68 2167405.46 OE-p

SAMOGNAT 01392-001 850286.81 2144492.43 2003 NOARG SURJOUX 01413-001 868304.49 2119976.48 G

01422-001 830092.58 2130809.75 2003 G 01422-002 829745.33 2131475.62 2003 C 01422-003 829809.6 2130942.88 2003 C 01422-004 828392.17 2130631.37 2003 G

TOSSIAT

01422-005 829198.38 2130431.56 2003 Fz 01426-001 834693.61 2148751.47 2003 j3-5 01426-002 834805.08 2149354.21 j5m 01426-003 834591.53 2148783.21 2003 NOARG 01426-004 834807.37 2149013.03 2003 j5m 01426-005 831557.55 2146763.61 2003 OE-p

TREFFORT-CUISIAT

01426-006 832978.19 2146178.63 2003 NOARG VARAMBON 01430-001 829669.02 2119592.22 2003 p-IVBm




étendu, métrique)



argileuse

01430-002 829769.27 2119081.37 2003 G VILLENEUVE 01446-001 793688.2 2118610.26 2003 OE-G

VILLEREVERSURE 01447-001 835458.23 2137011.06 G 01450-001 824391.82 2108195.4 2003 G 01450-002 824332.7 2108148.08 2003 G VILLIEU-LOYES-MOLLON

01450-003 824245.97 2108073.27 2003 NOARG VONNAS 01457-001 804810.18 2139440.58 p-IVBm



Annexe 3 – Liste et coordonnées des entreprises ayant fourni des données géotechniques

Hydro’Géotechnique : RN 6 ZA des Ormeaux 71 150 - FONTAINES Tel : 03 85 45 88 44 Fax : 03 85 45 88 43

Fondasol

58 chemin des Bruyères 69150 DÉCINES

Tél : 04 72 37 68 88

Fax : 04 72 37 68 52

Antéa

392 rue Mercières 69140 RILLIEUX LA PAPE

Tél : 04 37 85 19 60 Fax : 04 37 85 19 61

APRR Direction régionale d'exploitation Gare Péage de Genay 69730 GENAY Tél : 04 37 26 40 00 Fax : 04 37 26 40 09

Coordonnées de l’Union Syndicale de Géotechnique

USG

Maison de l’Ingéniérie 3, rue Léon Bonnat 75 016 - PARIS



Annexe 4 – Prélèvements et analyses d’échantillons VBS et diffraction X

Prélèvements :

Les prélèvements ont été réalisés à l’aide d’une pelle et d’une pioche avant d’être envoyés au laboratoire de l’Université de Dijon. La profondeur de prélèvement est comprise entre 50 et 70 cm.

Localisation des sites de prélèvement (fond Geoatlas)



Valeur au bleu de méthylène :

Ces analyses ont consisté à déterminer la valeur au bleu de méthylène des sols par essai à la tâche, suivant la norme NF P 94-068. La quantité de bleu est directement liée à la surface spécifique des particules, notamment les argiles et leur réactivité.

L’essai consiste à injecter une solution de bleu de méthylène (dosée à 10g/l) dans une suspension composée d’une prise d’essai de la fraction 0/5 mm du sol à étudier dispersée dans 500 cm 3 d’eau minéralisée. La valeur de bleu est rapportée par proportionnalité directe à la fraction 0/50mm du sol.

Avant les essais d’adsorption, les échantillons ont été dispersés dans de l’eau, puis laissés au repos au moins 12 heures.

Analyse minéralogique par diffraction X :

La fraction argileuse (<2µm) est étudiée par diffraction des rayons X sur pâtes orientées selon le protocole analytique donné par Holtzapffel (1985).

Après broyages des échantillons et décarbonatation à l’aide d’HCl N/5, les échantillons sont défloculés par rinçages successifs à l’eau distillée. La fraction argileuse prélevée après décantation de la suspension est centrifugée puis étalée sur une lame de verre rainurée (méthodes des pâtes orientées).

Les analyses sont effectuées sur un diffractomètre Bruker D4 équipé d’une anticathode en Cu. Trois types d’analyses sont effectuées : sans traitement préalable des échantillons, après saturation des argiles par l’éthylène-glycol, puis après chauffage à 490°C pendant deux heures. Les proportions relatives des minéraux argileux sont estimées avec une erreur de ± 5%, en suivant le protocole préconisé par Reynolds (1980), et Moore et Reynolds (1989 ; 1997).

12 échantillons ont été analysés par cette méthode.

L’ensemble des résultats est fourni dans le tableau page suivante.



Diffraction RX

Ech

antil

lon

Not

atio

n

Com

mun

e

X L

2E (m

)

Y L

2E (m

)

Vb (g

/100

g)

Chl

orite

Illite

Verm

icul

ite

I/S R

1

IS R

0

Chl

/Sm

Kao

linite

Qua

rtz

Feld

spat

h

Goe

thite

Lépi

docr

ite

1 p-IVBm FOISSIAT 816143 2156064 3,32 traces 30 55 5 10 + + 2 Fz FOISSIAT 817602 2154136 2,97 25 55 5 15 + 3 Fy MARBOZ 824806 2150733 2,04 traces 15 20 20 25 10 10 + + + + 4 j5m TREFFORT-CUISIAT 835026 2149702 2,37 traces 25 20 30 25 + + 5 Fz TREFFORT-CUISIAT 832925 2145734 1,97 traces 25 20 25 30 ++ + ++ 6 j2-3 JASSERON 831420 2139303 2,73 non analysé 7 Fy VIRIAT 820962 2141426 1,36 30 30 10 10 10 10 +++ + 8 R BOHAS-MEYRIAT-RIGNAT 835334 2131061 2,46 non analysé 9 n1-2 BOHAS-MEYRIAT-RIGNAT 836240 2131039 5,13 non analysé

10 R SAINT-MARTIN-DU-MONT 831728 2126162 1,37 non analysé 11 m1-3 VARAMBON 830154 2119299 1,73 traces 10 80 10 + 12 n3 NATTAGES 866306 2086440 1,37 non analysé 13 p-IVBs MANZIAT 797232 2154331 2,62 20 70 10 + 14 t-l SOUCLIN 838652 2103519 3,32 traces 35 10 30 25 +

15 t-l AMBERIEU-EN-BUGEY 835549 2111132 2,02 2,93 35 35 10 20 +++ ++

16 j2-3 COURMANGOUX 834324 2153250 2,18 25 30 30 10 5 ++ ++ 17 j6-7 ARBENT 856992 2149482 0,66 non analysé 18 m1-3 BELLEGARDE-SUR-V. 870820 2128654 0,99 20 20 60 + +

Légende I/S R1 interstratifiés illite/smectite riche en feuillets illitiques

IS R0 interstratifiés illite/smectite riches en feuillets smectitiques assimilables aux smectites Ch/Sm interstratifiés Chlorite/smectite

+ peu abondant

++ abondant

+++ très abondant

Centre scientifique et technique

3, avenue Claude-GuilleminBP 6009

45 060 - Orléans Cedex 2 – FranceTél. : 02 38 64 34 34

Service Risques naturels et stockage du CO2 Unité Risques de Mouvements de terrain

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 sStalingrad 69626 – Villeurbanne Cedex - France Tél. : 04 72 82 11 50

cartographie de l’aléa retrait- gonflement des sols...

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