Les cavités souterraines

Si vous lisez cet article, vous vous se posez généralement les questions suivantes :

• • Quelles sont les différents types de cavités souterraines ?

• • Quels sont les risques des cavités souterraines ?

• • Quels sont les facteurs d’évolution des cavités souterraines ?

• • À qui s’adresser pour rechercher et reconnaître les cavités

Le territoire français est largement exposé aux risques liés à la présence de cavités souterraines d’origine naturelle (vides de dissolution) ou issues de l’activité humaine. Ces dernières concernent aussi bien les exploitations de substances concessibles minérales et fossiles, l’extraction de matériaux non concessibles (carrières souterraines, marnières…) et le creusement de refuges.

La quasi-totalité des carrières souterraines sont d’abord régies par les dispositions de l’article 552 du Code civil : « La propriété du sol emporte la propriété du dessus et du dessous. Le propriétaire peut faire au-dessus toutes les plantations et constructions qu’il juge à propos, sauf les exceptions établies au titre “des servitudes ou services fonciers”. Il peut faire au-dessous toutes les constructions et fouilles qu’il jugera à propos et tirer de ses fouilles tous les produits qu’elles peuvent fournir, sauf les modifications résultant des lois et règlements relatifs aux mines, et des lois et règlements de police ». Il résulte de ces dispositions que le propriétaire du sol est également propriétaire du sous-sol, sauf preuve contraire, telle qu’une division horizontale de la propriété constatée par un acte authentique valide. En effet, le propriétaire du sol peut vendre, donner ou louer le sous-sol de son terrain, ce qui entraîne une stratification juridique.

Formation des Cavités Souterraines

Les cavités souterraines se forment de différentes manières, notamment :

Érosion Karstique : Dans les régions où le sous-sol est constitué de roches solubles, comme le calcaire, la dolomie ou le gypse, l’eau de pluie et les eaux souterraines peuvent dissoudre lentement ces roches. Au fil du temps, ce processus crée des cavités souterraines, des grottes, des gouffres et des réseaux de passages souterrains caractéristiques du karst.

Excavation Humaine : Les activités humaines telles que la construction de fondations, de tunnels, de parkings souterrains, ou d’autres infrastructures nécessitant des travaux d’excavation peuvent créer des cavités artificielles. Ces cavités peuvent varier en taille et en forme en fonction du but initial de l’excavation.

Effondrement de Structures Anciennes : Les infrastructures souterraines anciennes, comme les égouts, les tunnels ou les galeries abandonnées, peuvent subir des détériorations au fil du temps en raison de facteurs tels que la corrosion, l’érosion ou l’affaissement du sol.

Lorsque ces structures souterraines s’affaiblissent, elles peuvent provoquer des effondrements de cavités, créant ainsi des vides sous la surface.

Ces processus peuvent se produire de manière indépendante ou interagir les uns avec les autres, augmentant ainsi la complexité de la formation des cavités souterraines.

Les facteurs d’évolution des cavités

Les facteurs qui influencent l’évolution des cavités souterraines peuvent être liés à des paramètres intrinsèques à la cavité ou extérieurs à celle-ci.

Les facteurs internes

-La nature du matériau dans lequel se développe la cavité (roche plus ou moins résistante qui évoluera en se déformant).

-Les discontinuités (fractures, fissures…) présentes naturellement dans le matériau, en lien avec son histoire géologique ou son contexte topographique (fractures de décompression le long d’un versant par exemple) : ces discontinuités constituent des plans de faiblesse sur lesquels se développent préférentiellement les instabilités.

Les facteurs externes

-La végétation de surface à l’aplomb des cavités, lorsque celles-ci sont peu profondes : les racines vont alors se développer préférentiellement dans les discontinuités présentes au toit de la cavité, favorisant leur ouverture et la déstructuration du massif rocheux.

-La présence de source d’eau et les variations du niveau des nappes : Cette variation devrait avoir des conséquences négatives sur leur stabilité, augmentant les risques d’effondrement et donc de désordre de surface.

-la température et l’humidité de l’atmosphère dans les cavités.

-Les variations de charge en surface (bâtis, remblais / déblais, circulations, surcharges hydrauliques à la suite de précipitations) et les vibrations liées aux phénomènes naturels (séismes) ou des circulations en surface.

Gestion des risques des cavités souterraines

La gestion des risques liés aux cavités souterraines nécessite la mise en place de diverses mesures préventives pour assurer la sécurité des infrastructures et des habitants :

Études Géologiques et Cartographie : Réaliser des études géologiques approfondies pour identifier les zones potentiellement sujettes à la formation de cavités souterraines.

Établir des cartes géologiques détaillées pour mieux comprendre la nature du sous-sol.

Surveillance Continue : Mettre en place des systèmes de surveillance régulière des zones sensibles afin de détecter les signes avant-coureurs tels que des affaissements du sol, des fissures, ou des variations dans la topographie.

Réglementations et Zonage : Élaborer des réglementations strictes pour le développement urbain dans les zones à risque, en limitant la construction ou en imposant des normes de construction spécifiques.

Mettre en place un zonage approprié pour éviter le développement dans des zones présentant des risques géologiques élevés.

Réhabilitation des Infrastructures Anciennes : Inspecter et réhabiliter les infrastructures souterraines anciennes, telles que les égouts et les tunnels, pour prévenir leur détérioration et réduire les risques d’effondrements.

Régulation des Excavations : Réguler les travaux d’excavation, en imposant des normes strictes pour la construction de fondations, de tunnels, de parkings souterrains, et d’autres projets nécessitant des travaux dans le sous-sol.

Sensibilisation du Public : Informer la population sur les risques associés aux cavités souterraines et aux fontis.

Éduquer le public sur les mesures de sécurité à prendre en cas de découverte ou de signes de formation de cavités.

Intervention d’urgence : Mettre en place des plans d’intervention d’urgence en cas de découverte de cavités souterraines ou de fontis, afin de minimiser les risques pour la sécurité publique.

À qui s’adresser pour rechercher et reconnaître les cavités

Les collectivités amenées à rechercher et reconnaître les cavités sur leur territoire doivent donc, en premier lieu, s’adresser aux services territoriaux de l’État en charge de la prévention des risques (DREAL et DDT), qui pourront les orienter vers les organismes techniques compétents.

Les collectivités devront dans la plupart des cas faire appel à des bureaux d’études en géotechnique pour conduire et/ou réaliser des prestations de recherche et de reconnaissance de cavités. Il est conseillé de faire appel à des organismes justifiant des qualifications requises pour la réalisation de ces études spécifiques.

À noter que l’Inspection générale des carrières (IGC) de Versailles met à disposition sur son site Internet une note précisant les qualifications et moyens requis pour reconnaître les cavités présentes dans le sous-sol de la région parisienne.

Ignorer l’étude de sol peut entraîner des coûts imprévus. En anticipant dès la phase de faisabilité les contraintes techniques et les risques naturels susceptibles d’impacter votre terrain, vous limitez les aléas de chantier, les retards et les dépenses inattendues. Investir dans une étude géotechnique au bon moment permet souvent d’éviter des reprises coûteuses une fois les travaux engagés.

SOLFONDATION vous accompagne dans la recherche et la reconnaissance des cavités souterraines

En tant que bureau d’étude géotechnique, SOLFONDATION intervient pour vous aider à identifier la présence potentielle de cavités (naturelles ou d’origine anthropique), à évaluer les enjeux pour votre projet et à définir une démarche de reconnaissance adaptée.

Selon le contexte (nature du terrain, historique du site, sensibilité du bâti, indices observés), nous pouvons vous accompagner pour :

– analyser les données existantes (archives, cartes, retours d’expérience, documents disponibles) ;

– réaliser une visite de site et un diagnostic des indices en surface (désordres, affaissements, fissurations, fontis, etc.) ;

– proposer un programme d’investigations et de reconnaissances (sondages, auscultations, investigations géophysiques, etc.) ;

– formuler des recommandations techniques de prévention, de sécurisation et/ou d’adaptation des fondations et ouvrages.

Pour toute question ou pour une étude, vous pouvez contacter SOLFONDATION afin d’échanger sur votre site et la solution la plus pertinente.