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Présentation du
phénomène
Avant la
création du corps de l’Inspection Générale des
Carrières en 1777, les carrières n’étaient
soumises à aucune surveillance. De nombreux effondrements se
sont produits aux 17ème et 18ème
siècles dans les exploitations abandonnées dus à des
fontis.
Le fontis est un
phénomène évolutif qui prend naissance lorsque le
"ciel" (plafond) d’une cavité souterraine, pas ou peu
consolidée (par des piliers d'exploitation ou de
confortation), s’effondre progressivement pour former un
cône d’éboulis. Le "ciel" tombe en plaques, il se
forme une excavation, le fontis, qui se développe peu à
peu jusqu’à la surface. On dit alors que le fontis vient
au jour. Ce phénomène est aggravé par les
infiltrations d'eau (pluie, canalisations percées...) qui
accélèrent le procédé de formation. Avec la
rupture du toit de la cavité, la remontée de la
voûte se propage et on assiste à la formation d’une
cloche de fontis. Si le vide est suffisamment proche de la surface,
celle-ci peut atteindre le jour et provoquer un effondrement
localisé des terrains.
Voici un schéma
explicatif du processus de formation d’un
fontis :
Figure 3
: Processus de formation d'un fontis
La remontée de
la cloche peut s’étaler sur une période très
longue. Cependant, une fois que celle-ci atteint les terrains
"mobilisables" (terrains proches de la surface, en gris clair sur
la figure ci-dessus), l’effondrement se propage brutalement
vers la surface en formant un cône d’effondrement dont
l’angle dépend de la stabilité de ces
terrains.
Ce
phénomène se manifeste en surface brusquement et ne donne
pas de signes avant- coureurs perceptibles. Il est dans certains
cas possible d’inspecter l’intérieur des
cavités concernées et une surveillance
régulière du toit de ces cavités peut permettre de
constater le début de formation d’une cloche de fontis
et d’anticiper ainsi le phénomène. Les dimensions
d’un fontis peuvent varier fortement (diamètres allant
du mètre à plusieurs dizaines de mètres) et
dépendent de la configuration du vide
présent.
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Reconnaissance géologique des
fontis
Le sous-sol contient
un nombre incalculable de cavités souterraines naturelles ou
liées aux activités humaines qui, une fois
abandonnées ou oubliées, représentent un risque
potentiel d’effondrement et donc de danger. On en recense
généralement un grand nombre en milieu urbain et les
départements de Lorraine, de Picardie, de Normandie et du val
de Loire sont, entre autres, particulièrement concernés
et les dangers de ces cavités y sont désormais
considérés comme majeurs.
Les fontis ont
principalement quatre origines
différentes :
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Les
ouvrages militaires de la Grande Guerre
On retrouve beaucoup
de cavités, essentiellement dans le Nord-Est, provenant
d’anciennes sapes militaires de la guerre de 14-18
(dépôts d’armes, tunnels stratégiques,
abris...). Après la guerre, les abris et tranchées ont
été la plupart du temps rebouché sans
précautions particulières (pas de compactage du sol) et
parfois seulement partiellement. On a deux risques :
effondrement du toit d’un abri ou "écoulement" des
limons peu compacts de remplissage des tranchées vers ces
abris, sous l’effet d’une infiltration d’eau. Une
connaissance de la position des abris est donc nécessaire pour
évaluer ce risque. Cependant, les documents existants ne
permettent pas de tous les connaître et leur précision
reste insuffisante. Il faut donc avoir recours à
d’autres méthodes de reconnaissance pour les localiser
(voir ci- après).
Par ailleurs, le
volume et la hauteur de ces abris sont connus et ils nous
permettent ainsi de tester les méthodes de
reconnaissance.
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Les
anciennes exploitations
On observe deux
types d’exploitations : les carrières dans
lesquelles la craie était exploitée comme matériau
de construction pour la chaux, pour le raffinage du sucre ou pour
les phosphates et les marnières, creusées par les paysans
pour extraire la craie afin d’amender les terres. Ces
exploitations sont d’importance très variable et leur
localisation est inconnue. Elles ont généralement une
grande profondeur (toit dans la craie avec une épaisseur
minimum de craie de 3m) ce qui les rend très difficile à
localiser. Elles apparaissent au sol par effondrement soit de leur
toit (fontis de plusieurs mètres de diamètre), soit de
leur puit d’accès (diamètre du fontis de
l’ordre du mètre). La nature géologique de la
craie, la position de la nappe ou la proximité d’un lieu
de consommation (village, four à chaux, sucrerie) sont autant
d’indices indiquant une forte probabilité de
présence d’une telle exploitation abandonnée et, en
conséquence, d’un risque de fontis. Comme pour les
ouvrages militaires, un indice de présomption de présence
de cavité peut être défini.
De tout temps
l’homme a cherché à creuser et à se
protéger dans des abris. On retrouve des traces de galeries et
de cavités souterraines abandonnées dans beaucoup de
villages. Ce sont les vestiges d’un passé
tourmenté.
Sous l’action
de l’eau chargée en gaz carbonique qui dissout le
calcaire, la craie ou le gypse, de nombreuses cavités
naturelles sont créées. On observe aussi des poches de
dissolution remplies de limon dans la craie, dues à
l’irrégularité du contact craie/limon. La
circulation d’eau peu aussi élargir des fractures en
profondeur entraînant les limons qui les remplissent et
créant ainsi des fontis en surface par les infiltrations. Ce
phénomène se retrouve principalement au niveau des
vallées sèches.
1. Le phénomène fontis
