L'expertise des risques et l'évaluation de l'impact de l'activité industrielle sur l'environnement et la santé sont des secteurs en mutation rapide et croissante. L'INERIS mène des programmes de recherche qui assurent une expertise à la pointe du savoir-faire scientifique et qui tiennent compte des travaux conduits au sein de la Communauté scientifique nationale, européenne et internationale

Risques naturels (cavités, versants...)

Analyse de cas de dissolution naturelle des roches : les processus de dissolution en cours au sein des fondations du barrage de MOSSOUL (Iraq) et leurs conséquences en termes de stabilité de l'ouvrage (2016)

Cette note s’inscrit dans le cadre de travaux en cours à la Direction des Risques du Sol et du Sous-sol de l’INERIS sur les risques liés à la dissolution d’origine naturelle ou anthropique des roches présentant une certaine solubilité dans l’eau. Ces travaux de recherche et expertise s’appuient entre autres sur l’analyse en retour d’expérience des accidents et incidents survenus en France et à l’étranger. C’est dans ce contexte que se place la présente note sur les processus de dissolution de gypse qui menacent la stabilité du barrage de Mossoul en Iraq.
Cette synthèse a été établie à partir de documents bibliographiques, de publications scientifiques, d’articles de presse qui ont été analysés par l’INERIS à partir des connaissances dans le domaine de la dissolution des roches et des risques associés.

Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence de cavité souterraine - Phase 1 : Document de sensibilisation du Maire au risque lié à la présence de cavités souterraines sur sa commune (2014)
Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence d’une cavité souterraine - Phase 2 : Démarche type pour la gestion du risque lié à une cavité souterraine (2014)

Livrable 2.1 : Mise en pratique de la démarche - Note d’analyse des données existantes sur la carrière du Chemin Vert, commune de Marly (59)

 

Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence d’une cavité souterraine - Phase 2 : Démarche type pour la gestion du risque lié à une cavité souterraine(2014)

Livrable 2.2 : Présentation et modèles

 

Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence d’une cavité souterraine Phase 2 : Démarche type pour la gestion du risque lié à une cavité souterraine (2014)

Livrable 2.3 : Mise en pratique de la démarche-Etat géotechnique de la carrière du Chemin Vert à Marly après inspection et propositions des modes de gestion

Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence d’une cavité souterraine Phase 2 : Démarche type pour la gestion du risque lié à une cavité souterraine (2014)

Phase 2 : Démarche type pour la gestion du risque lié à une cavité souterraine
Livrable TC1 - 1 : Mise en pratique de la démarche - Note d’analyse des données existantes et propositions du mode de gestion
sur le site de la Friche Doublet, commune de La Sentinelle (59)

 

Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence d’une cavité souterraine Phase 3 : Document d’aide à la rédaction d’un dossier de consultation pour une maîtrise d’œuvre de travaux de mise en sécurité de cavité (2014)

3.1 : Présentation et modèle Livrable

 

Assistance à Maîtrise d’Ouvrage pour la réduction du risque lié à la présence d’une cavité souterraine Phase 3 : Document d’aide à la rédaction d’un dossier de consultation pour une maîtrise d’œuvre de travaux de mise en sécurité de cavité (2014)

Livrable 3.2 : Document d’aide pour le dossier de consultation du marché de maîtrise d’œuvre d’un chantier de comblement et de surveillance de la carrière du Chemin Vert à Marly (59)

 

GUIDE PRATIQUE Versants rocheux Phénomènes, aléas, risques et méthodes de gestion (2015)

Ce guide pratique aborde les risques générés par les instabilités de versants rocheux sous la forme d’un document synthétique. Simple, didactique et illustré, il a pour finalité d’aider à mieux comprendre les phénomènes en jeu dans ce contexte particulier et d’éclairer les collectivités, les maîtres d’ouvrage et le grand public sur les moyens et les méthodes permettant de mieux évaluer, prévenir et gérer les risques associés, ainsi que sur le cadre réglementaire.

Guide de surveillance des cavités souterraines d’origine anthropique (2016)

Le Guide de surveillance des cavités souterraines anthropiques est un document réalisé par l’INERIS pour le ministère chargé de l’environnement, à destination des collectivités territoriales et des maîtres d’ouvrage confrontés au choix de l’emploi de la surveillance.
Le risque d’instabilité de cavités souterraines d’origine anthropique (c’est-à-dire créées par l’homme) concerne des milliers de communes en France. S’il existe des solutions de traitement pérennes, comme par exemple le comblement des vides, la surveillance des cavités souterraines peut constituer un outil palliatif et transitoire pour la gestion de ce risque. Pour être efficace, cette surveillance doit être fonctionnelle, c’est-à-dire que l’ensemble des maillons qui la constituent doit pouvoir être maîtrisé par l'opérateur et le maître d'ouvrage. Le projet de surveillance ne peut être efficient que si le phénomène d’instabilité redouté est correctement évalué. D’autres paramètres sont importants : la durée de la surveillance (en situation d’urgence, à court terme, ou de manière plus durable), les possibilités et conditions d’accès aux sites, ainsi que les contraintes de sécurité et conditions de transmission. Ces éléments permettent in fine d’orienter vers différents types de dispositifs, qui sont présentés au moyen de fiches didactiques en annexe du guide.

Guide sur les solutions de mise en sécurité des cavités souterraines abandonnées d’origine anthropique (2016)

Dans le cadre du programme d’appui aux pouvoirs publics EAT-DRS02 intitulé « Analyse, prévention et maîtrise des risques de mouvements de terrain liés à la présence de cavités souterraines et de versants rocheux instables », l’INERIS a réalisé un document pédagogique relatif aux méthodes de traitement visant à réduire la vulnérabilité des territoires sous-cavés. Ce document s’inscrit également dans le cadre des actions de partage et de diffusion de la connaissance prévues par le Plan National Cavité. Ce guide a pour objectif d’apporter aux acteurs concernés (administrations locales, élus, gestionnaires, aménageurs…), des éléments d’aide à la décision pour la sécurisation des terrains impactés par des cavités souterraines abandonnées d’origine anthropique (carrières souterraines, marnières, souterrains-refuges, habitats troglodytiques, sapes de guerre…). Pour cela, il comprend :
• une description des méthodes de traitement les plus souvent pratiquées, en phase préventive (lorsque l’on a connaissance de la présence de vides mais que les affaissements ou effondrements n’ont pas eu lieu) comme en phase de crise, après effondrement (formation de fontis par exemple) ;
• une description de la démarche de décision avec la définition de critères de choix pour une méthode de mise en sécurité ;
• une synthèse des principales contraintes et précautions à prendre dans le cadre de ces travaux de mise en sécurité.
Sont joints à ce document : un glossaire, des références pour ceux qui désirent en savoir plus (certaines disponibles sur internet), des fiches récapitulatives comprenant les avantages et inconvénients des principales grandes familles de traitement, des exemples d’application, une aide à la rédaction du dossier de consultation d’un maître d’œuvre de travaux et une définition de la marge de sécurité.
Ce document a été établi sur la base de l’expérience de l'INERIS, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives et de la réglementation en vigueur. Il a fait ensuite l’objet d’une relecture par des administrations, professionnels et collectivités, susceptibles d’utiliser ou de diffuser ce document.

Impact du changement climatique sur la stabilité des cavités souterraines : Etat des connaissances (2010)

L’existence d’un réchauffement du système climatique global est désormais admise par la communauté scientifique. Les hausses des températures moyennes de l’air et des océans, mesurées à l’échelle du Globe, ainsi que l’observation de la fonte des calottes glaciaires et de la montée du niveau moyen de la mer constituent, à ce titre, des indicateurs forts.
 

Impacts du changement climatique sur la stabilité des versants (2013)

Les travaux présentés dans ce rapport s’inscrivent dans le cadre du programme d’appui aux Pouvoirs Publics EAT-DRS02 sur les risques naturels de mouvement de terrain.

Les versants naturels font partie intégrante du paysage français. Leur stabilité dépend de la combinaison de deux facteurs : leurs caractéristiques propres et leur environnement extérieur. Les premiers sont particuliers au site et sont difficilement généralisables. Les facteurs extérieurs, en revanche, peuvent être fortement modifiés, particulièrement s’il s’agit de paramètres climatiques tels que la température et les précipitations. Dans le contexte du changement climatique, l’évolution des températures et des précipitations peut modifier la stabilité mécanique du versant. Le changement climatique se traduit, globalement, par une augmentation des températures, des précipitations ainsi que des phénomènes extrêmes (sécheresse, inondation, etc.). La température et les précipitations ont un impact non négligeable sur les propriétés physiques et mécaniques des sols et des roches (angle de frottement drainé de la surface potentielle de glissement, poids volumique et cohésion du sol). La stabilité d’un versant, caractérisée notamment par le facteur de sécurité, va globalement diminuer avec l’augmentation des précipitations et des températures.

Cependant, il est encore difficile de modéliser un ensemble de paramètres climatiques évoluant de manière indépendante et ayant des impacts contradictoires. De plus, même si les scénarios se veulent généralisables, les incertitudes de prévision sont importantes et ce d’autant plus que les hypothèses de modélisation ne se basent pas sur un site réel bien défini et caractérisé.

Ainsi, même s’il semble fortement prévisible que les aléas liés aux versants instables vont augmenter avec le changement climatique et les changements sociétaux, il convient que les outils de prévision soient améliorés dans l’avenir dans le but de prévenir et d’agir contre l’impact du changement climatique sur les versants instables.

Influence du changement climatique sur la stabilité des pentes en milieu montagneux : état des connaissances, programmes de recherche et réseaux d’observations

L’adaptation au changement climatique est reconnue comme une priorité à l’échelle mondiale. La France a ainsi été l’un des pays européens à se doter d’un Plan National d’Adaptation au Changement Climatique (PNACC).
La contribution de l’INERIS à cette action concerne l’aléa mouvement de terrain en milieu montagneux. Elle est menée dans le cadre du programme d’expertise et appui technique au MEDDE EAT-DRS06 intitulé Centre National de Surveillance des Risques du Sol et du Sous-sol L’objectif premier de cette contribution est de faire un tour d’horizon des études techniques et scientifiques récentes, et des réseaux opérationnels ayant trait à l’observation des effets du changement climatique sur l’aléa mouvement de terrain. Ce tour d’horizon est synthétisé dans la première partie de ce rapport. Il est complété, dans sa seconde partie, par une présentation des principaux acteurs, structures ou infrastructures française et européenne. En fin de rapport, un bilan des actions réalisées et des données rendues accessibles au travers des différents projets identifiés est dressé pour proposer quelques pistes de travail en adéquation avec les objectifs fixés par le PNACC.

Les versants sous-cavés - Contraintes réglementaires, caractérisation détaillée de site et validation de la méthodologie d’évaluation de l’aléa (2014)

Les travaux présentés dans ce rapport s’inscrivent dans le cadre du programme d’appui aux Pouvoirs Publics EAT-DRS02 sur les risques naturels de mouvement de terrain.

Dans chaque pays, de nombreux moyens sont mis en œuvre pour protéger la population contre les risques naturels. Parmi les risques existants, les mouvements de terrain occupent une place importante en France, notamment ceux liés aux versants sous-cavés. L’objectif de ce rapport est d’une part, d’identifier les contraintes réglementaires liées à la possession d’un versant sous-cavé d’autre part, de tester un nouvel outil, le scanner laser 3D, permettant une description détaillée du versant sous-cavé pour appliquer la méthodologie de l’évaluation de l’aléa et enfin, d’améliorer la méthodologie par son application sur deux sites réels aux caractéristiques très différentes.

 

Mise en sécurité des cavités souterraines d'origine anthropique Surveillance - traitement (version 2007)

Largement réparties sur le territoire national, les cavités souterraines creusées par l'homme (grottes, carrières abandonnées, habitations troglodytiques, refuges souterrains, sapes de guerre, etc.) constituent un problème préoccupant pour de nombreuses communes du fait de leur concentration et du caractère inéluctable de leur dégradation. Des accidents ou incidents liés à l'instabilité de ces ouvrages se produisent régulièrement, particulièrement préoccupants lorsqu'ils affectent des zones fortement urbanisées ou à leur périphérie.
Il appartient à l'Etat et aux maires des communes, de porter à la connaissance des citoyens l'information sur les risques existants auxquels ils sont soumis dans certaines zones du territoire et sur les mesures de sauvegarde qui les concernent, conformément à l'article L125-2 du Code de l'Environnement.
Dans les communes disposant d'un plan de prévention des risques naturels prévisibles (PPRN), le maire informe la population régulièrement sur la nature des risques, les mesures de prévention possibles et les dispositions prises par la commune pour gérer le risque. Cette information est délivrée avec l'aide des services de l'Etat compétents, dans le cadre des mesures prises en application de la loi n° 87-565 du 22 juillet 1987.
Il apparaît, dès lors essentiel de proposer aux collectivités, aux entreprises et aux habitants des méthodes adaptées et économiquement viables, permettant de garantir la sauvegarde des populations menacées par les phénomènes d'instabilité du sol induits par la présence d'anciennes carrières souterraines abandonnées. Elles reposent sur la meilleure connaissance possible des phénomènes physiques et des techniques disponibles permettant de mettre le site en sécurité, provisoirement ou définitivement. Afin de préciser les conditions et les limites d'utilisation de ces méthodes, il a paru opportun à la Direction de la prévention des pollutions et des risques (DPPR) du Ministère de l'Ecologie de l'Energie, et de Développement et L'Aménagement Durable (MEEDDAT) de confier à l'INERIS la réalisation d'un guide relatif aux méthodes de mise en sécurité des populations face au risque d'effondrement de cavités souterraines. Ceci constitue l'objet du présent guide.

Méthodes terrestres de surveillance en grand des instabilités de versants : revue des technologies RADAR et LIDAR du marché (2013)

Elaboré dans le cadre du programme EAT-DRS06 d’appui technique à la Direction Générale de la Prévention des Risques du ministère de l'Ecologie, du Développement durable et de l'Energie, le présent rapport a pour but de faire un état des lieux technique et économique des dispositifs terrestres mobiles radar et scanner laser dits de nouvelle génération du marché, sélectionnés sur la base de conditions simples de mise en œuvre. Il illustre ensuite le potentiel des deux méthodes dans le contexte des mouvements de versants au travers d’exemples tirés de la littérature et décrit les précautions à prendre pour la mise en œuvre sur le terrain (le choix fait ici est de traiter indépendamment les technologies RADAR et LIDAR, bien qu’elles soient basées sur un principe de mesure analogue). En fin de rapport les performances, coûts et conditions de mises en œuvre de ces deux technologies sont comparés et analysés de manière à évaluer leur apport pour la caractérisation de l’aléa et pour la surveillance opérationnelle du risque.
Compte tenu de la complexité des mécanismes en jeu et de la difficulté à établir des modèles prédictifs, l’observation et la surveillance instrumentale sont devenues l’une des composantes clés de la prévention et de la gestion des risques de mouvements de versants. Ces derniers représentent, sur le territoire national, le deuxième risque naturel majeur après les inondations et représentent un enjeu fort pour les années à venir, notamment vis-à-vis des effets du changement climatique en milieu montagneux.
 

Méthodologie de surveillance du risque de fontis en cavité souterraine par méthode acoustique (2013)

Les cavités souterraines sont à l’origine de différents risques de mouvements de terrains tels que les effondrements et les affaissements. Le fontis est un effondrement dit « localisé », il s’agit d’un phénomène propre aux cavités situées à faible profondeur. Ce type de risque, qui touche largement la plupart des régions sur le territoire national, couvre l’essentiel des cavités naturelles ou anthropiques : après-mine, carrières abandonnées, marnières, karsts, tunnels et ouvrages civils abandonnés, etc.
Aujourd’hui, la surveillance de l'apparition de ces phénomènes est essentiellement réalisée par inspection visuelle et par instrumentation géotechnique conventionnelle. Ces démarches présentent des limites notamment en terme d’appréciation de la cinétique des phénomènes. Dans le cadre d’une opération de recherche financée par le Ministère de l’Environnement, du Développement Durable et de l’Énergie (MEDDE) ainsi que par le Fond Européen de Développement Régional (FEDER), l’INERIS a testé et évalué L’écoute acoustique en tant que technique instrumentale innovante pour la surveillance du risque fontis. Le présent rapport synthétise ces travaux en détaillant entre autres :

  •   la conception des équipements nécessaires à la mesure en cavité souterraine ;
  •   des tests en grand sur site pilote et retour d’expérience opérationnel ;
  •   l'identification des avantages et des limites de la technique
Programme additionnel au « Plan national pour la prévention des risques liés aux effondrements des cavités » Mise en sécurité d’effondrement de cavités souterraines situé en domaine privé dans le département du Nord (59) Procédure d’intervention/2012

De nombreuses communes sont situées au-dessus de cavités sur tout ou partie de leur territoire. La majorité de ces cavités concerne le domaine privé et relève de la responsabilité pleine et entière du propriétaire de la surface. A titre d’exemple, dans le département du Nord, on dénombre plusieurs types de cavités souterraines à faible profondeur : les carrières souterraines ou catiches, les sapes de guerre et certaines caves.
Lorsque la ruine de ces cavités menace directement les biens et les personnes, il existe des aides permettant la mobilisation du Fonds de Prévention des Risques Naturels Majeurs (FPRNM), pour aider les particuliers à entreprendre les opérations de mise en sécurité. En revanche, si l’évolution des dégradations, voire l’effondrement de la cavité, se produit sous un bien non assuré (secteur non bâti de la propriété par exemple), il n’est prévu aucune mesure spécifique. En outre, les particuliers restent assez démunis devant les différentes solutions qui peuvent leur être faites par les bureaux d’études et les entreprises spécialisées. Devant les difficultés récurrentes rencontrées par les particuliers, la Préfecture du Nord a souhaité disposer d’un « cahier des charges » type permettant de guider au mieux ces personnes et leur éviter de mettre en œuvre des travaux superflus au vu des enjeux menacés. Ce guide technique, destiné aux particuliers, établit ainsi la procédure d’intervention-type sur un site non bâti concerné par un effondrement de cavité, de la découverte du désordre à sa mise en sécurité.

Recommandations pour l'évaluation et le traitement des conséquences des mouvements du sous-sol sur le bâti (PROGRAMME EAT-DRS-02) (2008)

Dans le cadre, d'un programme de recherche pour le Ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement Durable et de l’Aménagement du Territoire (MEEDDAT), intitulé « Analyse, Prévention et maîtrise de risques de mouvements de terrain liés à la présence de cavités souterraines », la Direction des Risques du Sol et du Sous-Sol de l’INERIS évalue et perfectionne les outils permettant d’améliorer la gestion des risques liés aux cavités souterraines.
Le présent document traite des solutions techniques disponibles pour gérer les bâtiments d’habitation existants et futurs (logements individuels et collectifs) soumis à des risques d’affaissement ou de fontis résultant de la présence de cavités souterraines. Il s’appuie sur l’extrapolation de la longue expérience de l’INERIS dans le domaine des ouvrages miniers.
Pour les bâtiments neufs, le guide s’attache, entre autres, à évaluer les contextes géologiques et anthropiques de cavités, à analyser les risques d’affaissement ou d’effondrement et à définir les dispositions constructives nécessaires.
Pour les bâtiments anciens, le guide propose des modes de confortement et/ou de réhabilitation.
Avant d’aborder la méthodologie de sélection des techniques les mieux adaptées qui constitue le coeur de l’ouvrage, sont définies, dans une première phase, les notions et les notations permettant de qualifier ou quantifier les phénomènes. Dans une seconde partie, sont également abordés les effets des affaissements du sol sur les structures, ainsi que l’influence de ces mouvements sur l’interaction sol-structure.

Retours d’expérience de méthodes de traitement de cavités souterraines – Principes de diagnostic des constructions maçonnées en carrière souterraine (2013)

Parmi toutes les techniques de traitement de cavités souterraines abandonnées, d’après les observations sur le terrain, les confortements par des ouvrages maçonnés sont certainement les plus répandus (car les plus anciens et les plus « faciles » à mettre en oeuvre) et il n’est donc pas rare de les trouver en cavité anthropique et carrière souterraine. Ces types d’ouvrages ont été réalisés afin de soutenir le toit (ciel) de la carrière aux endroits les plus faibles ou sous les principaux points de surcharge (fondations de bâtiments, passage de métros, de trains…).
Au moment de la construction, la qualité et l’état de ces ouvrages peuvent variés en fonction de l’objectif de renforcement. Avec le temps et avec l’évolution des conditions du site (présence d’eau, augmentation de la charge, effondrement localisé, etc.), ces ouvrages peuvent présenter des signes de mise en charge ou s’affaisser sous leur propre poids en perdant tout contact avec le toit de la carrière. Face à ses ouvrages dégradés, il est souvent difficile de diagnostiquer leur utilité effective aujourd’hui. > Le présent document vise à donner quelques principes généraux pour diagnostiquer l’état des ouvrages maçonnés (pilier maçonné, mur…) et des piliers artificiels (cale à bras…) que l’on peut rencontrer dans les cavités souterraines abandonnées. Ce travail a permis de mettre au point une fiche-type d’inspection et des fiches synthétiques (en annexes) par type de confortement reprenant l’ensemble des points d’attention à examiner visuellement en présence d’un confortement maçonné. L’utilisation de ce type de fiches permettrait aux gestionnaires de réaliser un diagnostic homogène et constant dans le temps.