Impact des carrières souterraines

Les carrières souterraines abandonnées représentent un risque géotechnique majeur pour les projets de construction en Île-de-France, où plusieurs centaines de kilomètres de galeries subsistent sous le bâti existant.

Dans un contexte d’urbanisation fortement développée, les  terrains « parfaits » deviennent de plus en plus rares. Il est très courant aujourd’hui de mettre en œuvre des opérations immobilières de taille dans des zones à risques naturels : inondation, retrait-gonflement d’argile, remontée de nappe, zones sismiques ou encore des zones d’anciennes carrières.

Comme tout autre aléa géotechnique, les ouvrages édifiés au droit des anciennes carrières (ou mouvements de terrain) doivent faire l’objet d’études particulières afin de garantir la conformité des solutions constructives projetées dans le cadre du projet, de façon à garantir la stabilité de tout l’ensemble (ouvrage et carrières).

Carrières souterraines : LES ANCIENNES CARRIÈRES

Les carrières souterraines consistaient à extraire les matériaux (de construction ou d’amendement) principalement pour un usage dans la construction : calcaire grossier, gypse, sables, graviers, etc.

Afin d’assurer l’extraction du sol en place, différentes techniques ont été mises en place pour assurer la stabilité de l’ensemble en cours et après l’extraction.

Il existe deux grandes catégories d’anciennes carrières : les carrières souterraines et les carrières à ciel ouvert.

CARACTÉRISTIQUES DES ANCIENNES CARRIÈRES

Pour les carrières à ciel ouvert, celles-ci sont généralement remblayées avec des remblais de faibles caractéristiques mécaniques non adapté aux fondations de nouveaux ouvrages, ce qui implique un « bon sol » suffisamment profond pour exclure toutes solutions de fondations superficielles classiques pour les nouvelles construction. Des fondations profondes de longueurs importantes sont alors nécessaires dans le cas de construction au droit des parcelles concernées par ce type d’exploitation. Afin de permettre le dimensionnement des fondations profondes, une étude de sol ou étude géotechnique est nécessaire dans le cadre d’une mission G5 ou mission G2-AVP.

Quant aux anciennes exploitations souterraines, celles-ci sont remblayées, partiellement remblayées ou complètement vides. Dans les deux derniers cas, un comblement du vide est nécessaire avant la mise en œuvre de nouvelles constructions. De nos jours, le comblement des carrières souterraines est assuré par des travaux spéciaux d’injection d’un coulis spécifique depuis le terrain naturel. Une étude de sol dans le cadre d’une mission G5 ou une mission G2-AVP, selon l’avancement du projet et le but de la mission, est nécessaire.

L’INTÉRÊT D’UNE ÉTUDE DE SOL DANS LE CADRE D’UN PROJET DE CONSTRUCTION DANS UNE ZONE DE CARRIÈRES

L’étude géotechnique permet notamment de :

• Déterminer les caractéristiques géométriques des vides ;
• Déterminer les caractéristiques géomécaniques des sols en place ;
• Déterminer une estimation du coût des travaux spéciaux et l’impact des carrières souterraines sur le projet ;
• Avoir un chiffrage précis des Entreprises de travaux spéciaux
• Déterminer le type de fondations adaptées et leur dimensionnement (et donc leur coût)
• Évaluer la rentabilité financière du projet en phase de faisabilité avant d’engager des études et travaux ;
• Maîtriser l’aléa des anciennes exploitations pendant toutes les phases du chantier en garantissant la stabilité du sol et des constructions projetées
• Éviter tout retard causé par les avis défavorables des organismes publiques chargés par la gestion et l’inspection des carrières (ex. l’Inspection Générale des Carrières qui doit émettre son avis lors d’une demande de permis de construire au droit d’une zone concernée par les anciennes exploitations – l’obtention du permis de construire est donc conditionnée par l’avis favorable de l’IGC).

Pour en savoir plus sur le déroulement des différents sondages géotechniques, vous pouvez lire notre article : Guide des sondages géotechniques les plus courants dans les études de sols.

LES RISQUES DE CONSTRUIRE DANS UNE ZONE DE CARRIÈRE SANS ÉTUDE DE SOL

Entreprendre des travaux de construction en l’absence des études géotechniques et des reconnaissances de sols préalables expose les Maîtres d’Ouvrages à un risque important sur les plans sécurités et pérennité de l’ouvrage et de gestion budgétaire du projet.

En effet, la stabilité des constructions, mêmes légères, dans un contexte d’anciennes exploitations souterraines avec des vides francs ou des remblais de caractéristiques mécaniques médiocres, compromet la stabilité des structures y compris à court termes.

Par ailleurs, la découverte des carrières lors des travaux implique un dérapage budgétaire conséquent : arrêt des travaux, réalisation des reconnaissances de sols et des études  géotechniques, adapter les méthodologies et les principes de constructions, incapacité de négociation des prix unitaires et complexité de remise en concurrence, le cas échéant, risque d’instabilité de l’existant en phase provisoire, etc.

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Carrières souterraines : Repérer et diagnostiquer une ancienne carrière souterraine

La première étape consiste a consulter les archives disponibles auprès de l’Inspection Générale des Carrières (IGC) et la cartographie géologique du secteur, afin de localiser d’éventuels vides souterrains, galeries ou zones karstiques. Cette recherche documentaire est ensuite complétée par une campagne de sondages géotechniques (sondages carottes, sondages pressiometriques ou penetrometriques) permettant de vérifier la présence, la profondeur et l’etat de foisonnement des cavités.

En fonction du diagnostic, plusieurs désordres peuvent etre redoutes : fontis, affaissements ou effondrements localises. Une mission géotechnique de type G5 est alors mobilisée pour caractériser précisément le risque et proposer des solutions adaptées : comblement ou injection des vides, consolidation des sols instables, ou adaptation du mode de fondation (fondations profondes reportant les charges sous le niveau des carrières).

Diagnostiquer l’impact des carrières souterraines sur votre projet

Avant tout achat de terrain ou projet de construction en zone de carrières souterraines, un diagnostic géotechnique adapté (sondages, étude IGC) permet d’anticiper les risques et de dimensionner les fondations en conséquence.

Les carrières souterraines rejoignent une problématique plus large de vides et cavités dans le sous-sol : consultez notre article sur les cavités souterraines pour approfondir le sujet.