diagnostic des désordres apparus sur la commune de sainte ... · ancienne chambre d’exploitation...

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Diagnostic des désordres apparus sur la commune de Sainte-Florine (Haute-Loire - 43)

Reconnaissances et évaluation des risques résiduels

RAPPORT S 2012/107DE – 12AUV3505

Date : 29/11/2012

Antenne SUD Pist Oasis 3 – Bât A Rue de la Bergerie 30319 ALES CEDEX Tél : +33 (0)4.66.61.09.80 Fax : +33 (0)4.66.25.89.68

Diagnostic des désordres apparus sur la commune de Sainte-Florine (Haute-Loire - 43)

Reconnaissances et évaluation des risques résiduels


Diffusion :

DREAL Auvergne (2 ex) Gilles Cerisier Dominique Niemiec

Pole Après Mines Sud (1 ex.) Jehan GIROUD

GEODERIS Hafid BAROUDI

Rédaction Vérification Approbation NOM T. DELAUNAY R. HADADOU H. BAROUDI

Visa

RAPPORT S 2012/107DE – 12AUV3505 Page 1

SOMMAIRE 1 Cadre et objectif ................................................................................................................. 2 2 Description des désordres ................................................................................................... 2 3 Contexte minier .................................................................................................................. 5 4 Travaux de reconnaissances réalises .................................................................................. 7 5 Synthèse des résultats des sondages et interprétation ........................................................ 7 6 Conclusions - recommandations ........................................................................................ 9 Mots clés : Sainte-Florine, Fondary, effondrement localisé, fontis, fissuromètre, anthracite,

mise en sécurité


1 CADRE ET OBJECTIF Le 26 octobre 2012, un fontis de 3 m de diamètre et 1,8 m de profondeur est apparu sur la commune de Sainte-Florine, plus précisément, au quartier d’Arrest, à proximité immédiate d’un bâtiment contenant cinq logements sociaux propriétés du Foyer Vellave (Illustration 1). La DREAL Auvergne a prévenu immédiatement GEODERIS. Une visite commune entre la mairie de Sainte-Florine (Madame le Maire N. Chassin), la DREAL (G. Cerisier et D. Niémiec), GEODERIS (R. Hadadou), et le Foyer Vellave (J.M. Roux, Responsable maintenance) a eu lieu le lundi 29 octobre 2012. Il a été constaté que la partie du bâtiment qui jouxte le fontis était sérieusement endommagée avec des fissures traversantes de plusieurs millimètres d’ouverture. Outre la clôture du cratère par des rubalises pour palier le risque de chute accidentelle, il a été décidé de faire évacuer les deux appartements occupés (les 3 autres sont actuellement inhabités). La mairie de Sainte-Florine a ainsi pris un arrêté municipal de péril imminent le 27 octobre 2012 définissant un périmètre de sécurité d’interdiction d’accès à moins de 10 m autour de l’immeuble. Dans ces circonstances, la DREAL a demandé à GEODERIS d’établir un diagnostic pour déterminer l’origine du phénomène et les mesures de mise en sécurité à prendre. 2 DESCRIPTION DES DESORDRES Le fontis se situe sur la commune de Sainte Florine, au 7 rue Mégecoste, sur la parcelle cadastrale 574 dans le quartier de l'Arrest Nord (figures 1 et 2). Il est localisé à l'angle NE d'un immeuble R+2 de type "logement social" (foyer Vellave) récemment rénové qui contient cinq appartements dont deux seulement étaient habités au moment de l’incident. Un ruisseau, "La Leuge", passe à 8 m du bâtiment, encaissé à 4 m de profondeur. Le cratère observé est de forme légèrement ovoïde (direction NW-SE dans l’allongement du pignon du bâtiment (photo 1). Son diamètre est de 3 m, sa profondeur de 1,5 à 2 m (avec la profondeur plus importante vers le SE). Les flancs du cratère sont subverticaux et sont constitués de remblais à « stratification » inclinée vers le ruisseau. Le fontis a mis à jour des réseaux enterrés (gaz et évacuation des eaux usées) qui n’ont pas subi de dommage. Le gaz a été coupé par les agents de GDF au niveau des compteurs et également au niveau de l’alimentation générale rue Mégecoste.


Photo 1 : Fontis vue du premier étage de l’immeuble Outre l’effondrement, il a été constaté que la partie du bâtiment qui jouxte le fontis était sérieusement endommagé avec des fissures traversantes de plusieurs millimètres d’ouverture ce qui a occasionné l’évacuation des deux logements habités.

Photo 2 : Fissuration de l’angle nord-est de l’immeuble


En janvier 2008, un premier fontis situé à 4 m du présent cratère et à 3 m du ruisseau s’était produit. Son ouverture au niveau du sol est de 1 m de diamètre (au fond du trou le diamètre apparent était de 5 m) et sa profondeur de 4 m (cf. [1] 1). En 2008, le bâtiment ne présentait ni dans ses murs extérieurs, ni dans ses caves de signes de désordres. A la suite de ce premier effondrement, une mise en sécurité a été réalisée par le Département de Prévention et Sécurité Minière (DPSM) du Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) sur les recommandations de GEODERIS (cf. [1]). Elle a consisté au décaissement du cratère, puis à son enrochement et au coulage de 12 m3 de béton avant la remise en place de la terre végétale. Lors du décaissement, aucun indice ne laissait supposer la présence d’un ancien puits de mine. L’absence d’autres indices avait conduit à expliquer le désordre par la remontée d'un fontis issus de travaux dont l'origine était inconnue, mais pas inexplicable (cf. [2]).

Figure 1 : Localisation des effondrements apparus en 2008 et 2012 sur la commune de

Sainte-Florine (43) sur fond SCAN 25® de l’IGN

1 Références en fin de document, chapitre bibliographie.


Figure 2 : Localisation des effondrements sur la commune de Sainte-Florine (43) sur fond

BD ORTHO® de l’IGN (PVA 2010) 3 CONTEXTE MINIER Le fontis se situe sur l’ancienne concession de Fondary (CdF, renoncée en 2007), concession exploitée pour anthracite sur le Bassin houiller de Brassac-les-Mines. L’étude détaillée des aléas menée dans le cadre du programme de GEODERIS en 2011-2012 (cf. [3]) mentionne seulement l'exploitation entre 1827 et 1869 du secteur de Fondary représentée sur la figure 3, et constituée par un faisceau de deux couches (étage d'Armois Ste Florine), monoclinal et très penté vers le sud (70°). Les couches sont en général très faillées avec des rejets parfois importants.

Aire de jeux


Figure 3 : Extrait de la carte d’aléas effondrement localisé sur le secteur concerné

Sur ce secteur, les couches sont épaisses de 1 à 4 m, et les travaux s'étagent de 0 à 250 m. Les premiers travaux ont été menés par grattage à partir des affleurements. A partir du XIXème siècle la méthode d'exploitation semble avoir été toujours la même : petites tailles chassantes au pendage et remblayage complet ou partiel. Les fontis apparus ne sont pas situés sur des zones de travaux miniers connus, mais ils sont dans l'axe de ceux du Puits du Pré, à une centaine de mètres, peut-être très légèrement décalés par une faille. Du fait du premier fontis de 2008, ce secteur a néanmoins été classé en aléa effondrement localisé sur travaux dits « supposés » (cf. figure 3 et [3]). On peut émettre l’hypothèse que des travaux aient été développés à partir de Fondary (puits du Pré) vers l'est et au-delà de la ligne de chemin de fer sans que ces travaux n'aient été reportés sur les plans. En effet, les archives consultées ont montré des écrits traçant des polémiques entre exploitant de charbon et exploitant du PLM dans le secteur situé plus au sud (Concession de Mégecoste, quartier de Bouxhors, années 1856, 1860, 1880, 1906) à propos de l'extension de l'exploitation du charbon sous et au-delà de la ligne de chemin de fer. Partant de cette hypothèse, on peut imaginer des vides résiduels qui compte-tenu de la géométrie du gisement (pendage très fort), pourraient remonter et finir par atteindre la surface. Dans ce contexte, il a été décidé de programmer en urgence des travaux de reconnaissances à proximité des fontis afin d’établir un diagnostic pour déterminer l’origine du phénomène et les mesures de mise en sécurité à prendre.


4 TRAVAUX DE RECONNAISSANCES REALISES Les investigations ont été réalisées par sondages destructifs depuis la surface, de manière à :

reconnaître les travaux souterrains potentiels et inaccessibles à proximité du bâtiment (galeries et/ou chambres et leurs dimensions, état, remblayage…) ;

préciser la localisation des travaux souterrains potentiels à proximité des enjeux du secteur ;

reconnaitre les terrains du recouvrement au-dessus d’une cavité reconnue ; permettre, le cas échéant, de réaliser des auscultations des vides rencontrés.

La campagne d’investigations par sondages destructifs a été menée par la société GINGER CEBTP du 14 au 28 novembre 2012. Les sondages ont été réalisés au tricône de 63 mm de diamètre. Les forages ont été implantés et suivis par GEODERIS.

5 SYNTHESE DES RESULTATS DES SONDAGES ET INTERPRETATION Dix sondages ont été réalisés à proximité immédiate des bâtiments (cf. figure 4) pour un total de 150 mètres linéaires forés. L’interprétation des paramètres de foration indiquent (cf. tableau 1 et annexe 1) :

une zone de remblais en surface d’une épaisseur moyenne de 7 m ; des zones fortement décomprimées d’épaisseur comprise entre 5 m et 17 m suivant les

terrains rencontrés sur les forages SFID1, SFVD2 et SFVD7 ; des terrains résistants à très résistants à composante gréseuse rencontrés au-delà et de

part et d’autre des zones décomprimées. deux passées anthracitiques ; la première de 0,3 m à 7,7 m de profondeur sur le SFID1

avant de déboucher dans la zone décomprimée et la seconde de 1 m sur le SFVD9 à 9,5 m de profondeur au cœur d’un massif gréseux et très résistants

Les zones décomprimées se concentrent autour de la zone effondrée mais ne se prolongent ni dans le jardin, ni vers les habitations récentes au nord. Suivant l’interprétation des coupes de sondages, ces zones décomprimées forment un ensemble homogène d’environ 15 m de hauteur et de 3 m de large. Cette zone correspondrait à une seule cavité faisant penser à une ancienne chambre d’exploitation en dressant (fortement inclinée à subverticale) d’anthracite partiellement remblayée. La présence de 7 m de remblais sus-jacents laisserait supposer l’existence d’une ancienne fosse d’exploitation à ciel ouvert remblayée. Les observations de passes sur les sondages SFVD2 et SFVD7 de chutes franches d’outil de foration et l’absence de pression sur ce dernier ont fait supposer la présence de vides francs de plus d’un mètre de hauteur. Ces deux sondages ont été réalésés en diamètre 140 mm et équipés (tubage PVC 112-125 mm) pour permettre les auscultations sonar (cavité ennoyée). Les auscultations par sonar des deux sondages équipés ont été menées par la société FLODIM le 21 novembre 2012. Les levés réalisés montrent l’absence de vide franc aux débouchés des deux tubages. Néanmoins, les coupes horizontales réalisées le long de la colonne de forage montrent très régulièrement des cavités de petites dimensions (0,2 à 0,4 m de hauteur) ce qui confirme un remblayage anarchique de la cavité détectée (autocomblement).


Vers le jardin et les habitations récentes au nord, les sondages SFVD4, SFVD5, SFVD6 et SFVD8, SFVD9 et SFVD10 ne montrent aucune trace de cavité. Après les 7 m moyens de remblais superficiels, ils traversent des formations gréseuses saines, massives et non fracturées. A noter que le sondage SFVD9 a traversé à 9,5 m une couche d’anthracite de 1 m (puissance de la couche de l’ordre de 0,4 cm d’épaisseur en tenant compte d’un pendage pris à 70°).

L’ensemble de ces résultats permet de confirmer l’origine minière des désordres. On peut supposer la rupture de la couronne (partie sommitale non exploitée et ici très mince) de la cavité par remontée d’un fontis entrainant le coulissage des remblais superficiels dans les vides résiduels. Ce coulissage aurait conduit au réajustement des remblais sur quelques mètres autour du fontis générant un tassement progressif des terrains à l’origine des dommages sur l’immeuble.

Numéro Sondage

Profondeur du sondage

(m)

Minerai recoupé

Vide minier recoupé

Etat des vides

Epaisseur de remblais superficiels

(m)

Remarques

SFID1 27,2

Antrhacite de 7,7 à 8

m de profondeur

de 8 m à 25,1 m

Remblayé avec

passées de vides francs supposés

7,7

Sondage incliné de 10° vers le nord (implanté de manière

oblique au pendage supposé de la couche minéralisée)

Déviation probable du sondage dans la chambre

SFVD2 13,7 Pas de

remontée de cuttings

de 7,6 m à 12,0 m

Remblayé avec


7,2 Encaissant gréseux résistant

SFVD3 11,0 non non Sans objet 6,9 Encaissant gréseux résistant


SFVD5 9,30 non non Sans objet 7 Encaissant gréseux résistant


SFVD7 23,50 Pas de

remontée de cuttings

de 9,1 m à 18,8 m

Remblayé avec


7 Encaissant gréseux résistant


SFVD9 11,50

Antrhacite de 9,5 à

10,5 m de profondeur

non Sans objet 7,1 Encaissant gréseux très

résistant

SFVD10 11,50 non non Sans objet 6,8 Encaissant gréseux très

résistant

Tableau 1 : Synthèse des résultats des sondages.


Figure 4 : Plan d’implantation des sondages et coupe interprétative

6 CONCLUSIONS - RECOMMANDATIONS Le désordre de Sainte –Florine du 26 octobre 2012 a pour origine l’effondrement d’une ancienne cavité d’exploitation d’anthracite mal remblayée. Les « remblais » de cette chambre sont très hétérogènes enchevêtrés les uns dans les autres ce qui rend tout comblement de la cavité techniquement non maitrisable. De plus, compte tenu de l’exploitation en dressant, il n’est pas exclu qu’une seconde chambre soit sous-jacente à la première. Ainsi, tout traitement pérenne de l’effondrement apparaît difficilement envisageable. Par ailleurs, douze fissuromètres (jauges Saugnac type G1) ont été mis en place de manière à vérifier l’évolution des dommages sur l’immeuble. Cinq fissuromètres (F1, F3, F4 et F6 situés sur la façade sud-ouest et F10 sur la même façade mais à l’intérieur de l’immeuble) ont montré une évolution de 1,3 à 2,6 mm en une période de 8 jours. Ces mesures confirment que les tassements des remblais se poursuivent. Ces évolutions laissent à penser que l’angle nord-est de l’immeuble est susceptible de s’ébouler à tout moment. Les techniques éventuelles pour la mise en sécurité de l’immeuble peuvent être proposées par des experts en bâtiments. A cet effet, GEODERIS mandate un expert du CSTB qui est prévu d’intervenir et donner son avis quant aux conditions de réutilisation éventuelle du bâtiment courant décembre 2012. En attendant cette expertise, nous recommandons d’interdire tout accès dans l’enceinte de la propriété concernée aux abords des désordres et dans le jardin, en particulier autour de l’angle nord-est de l’immeuble menaçant de s’ébouler.


BIBLIOGRAPHIE 1. Concession de Fondary (Haute-Loire) – Fontis d’Arrest – Visite et première analyse.

Rapport GEODERIS S2008/02DE-08AUV3410, janvier 2008. 2. Concession de Fondary (Haute-Loire) – Fontis d’Arrest – Recherches complémentaires et

mise en sécurité. Rapport GEODERIS S2008/49DE-08AUV3410, avril 2008. 3. Bassin houiller de Brassac-les-Mines (départements de la Haute-Loire et du Puy-de-

Dôme) – Phase informative et analyse détaillée des aléas – Synthèse. Rapport GEODERIS S2012/83DE-12AUV2213, septembre 2012.

4. Logs des sondages. Dossier GINGER CEBTP RCF2.C.146


ANNEXE 1

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