Amélioration de la connaissance des mécanismes d'instabilité et de l'impact du changement climatique sur les carrières souterraines abandonnées en France : premiers résultats

La stabilité des cavités souterraines abandonnées est en général complexe à évaluer, car elle dépend de divers facteurs dont certains restent encore mal compris. L'eau, identifiée comme un élément clé, serait tantôt un facteur déclenchant et tantôt un facteur aggravant des instabilités. Dans ce cadre, le changement climatique est susceptible d'aggraver ces phénomènes en raison de l’augmentation prévisible de la fréquence et/ou de l’intensité des événements hydroclimatiques extrêmes (pluies/sécheresses, crues/étiages, battement des nappes).
Ce rapport synthétise les travaux réalisés, par l’Ineris, depuis trois ans, dans le cadre de l’appui aux pouvoirs publics et notamment de la feuille de route « cavités » afin de faire évoluer la compréhension des mécanismes de mouvements de terrain liés aux cavités souterraines en intégrant la composante du changement climatique.
Ces travaux s’intéressent plus particulièrement à l’analyse des facteurs susceptibles de favoriser les instabilités des cavités souterraines, notamment pour des roches sensibles à l’eau (craie, gypse calcaire).
Une première partie est consacrée aux facteurs, dits intrinsèques aux anciennes exploitations (géométrie, nature des terrains…) et leur rôle dans l’apparition des désordres en surface. Une seconde partie s’intéresse au rôle de l’eau en considérant notamment le contexte géomorphologique des cavités (distance des cavités au cours d’eau et position des cavités par rapport au versant). Ces travaux s’appuient sur le recensement et l’analyse de plusieurs centaines d’effondrements de grande ampleur (diamètre > 10 m) pour lesquels une quarantaine de paramètres a été renseignée. Une analyse comparative entre les dates de ces effondrements et les évènements météorologiques a également été menée.
Les premiers résultats montrent que même si les caractéristiques intrinsèques des anciennes carrières souterraines abandonnées suffisent à expliquer, dans la majorité des cas, les instabilités observées, certains effondrements restent encore inexpliqués et nécessitent de s’intéresser à d’autres facteurs. Ainsi, l’analyse du contexte géomorphologique, montre que la distance d’une cavité à un cours d’eau ainsi que sa localisation par rapport au versant peuvent jouer un rôle dans son instabilité.
L’analyse des effondrements et des évènements hydroclimatiques montre que trois types d’évènements seraient susceptibles d’aggraver des instabilités : un évènement isolé d’intensité extrême, un évènement d’intensité importante mais non extrême survenant au cours d’une période anormalement longue et humide, ou une succession d’évènements susceptibles de générer de manière cumulative une période particulièrement humide. Ces différents cas sont illustrés par la rétroanalyse hydroclimatique détaillée de trois effondrements importants : Château-Landon (77) en 1910, Clamart (92) en 1961 et Naujan-et-Postiac (33) en 2021.
Ces premiers résultats sont encourageant et doivent être complétés par un enrichissement du recensement des cas d’effondrements et par l’analyse d’exploitations d’autres types de matériaux que ceux sensibles à l’eau. Lorsqu’il aura atteint une taille suffisante (de l’ordre du millier d’effondrements de grande ampleur), cet inventaire permettra de mener des rétro-analyses multicritères détaillées des facteurs d’instabilité des carrières souterraines abandonnées.