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L’existence d’anciennes carrières exploitées en souterrain ou à ciel ouvert sur plusieurs communes du Val de Marne constitue un problème de sécurité publique en lien avec des mouvements de terrain susceptibles de se produire (affaissements de terrain et venue au jour de fontis). Les vides du sous-sol représentant un danger pour les vies humaines et les biens, un Plan de Prévention des Risques naturels (PPR) a été prescrit par arrêté préfectoral le 1er août 2001 pour vingt-deux communes du Val-de-Marne. Le pôle dédié aux risques naturels (PIRiN) de La DRIEE a confié au Cerema et à l’IGC la mission d’assistance technique pour l’élaboration de ce PPR. La présente étude concerne le secteur n°7 en rive gauche de la Marne, regroupant les communes de Champignysur-Marne, Chennevières-sur-Marne et Ormesson-sur-Marne. L’aléa mouvements de terrain est ici lié à l’instabilité : (1) des anciennes carrières souterraines (Calcaire Grossier, Calcaire de Champigny et Travertin de Brie) ; (2) des remblais des anciennes carrières à ciel ouvert (Calcaire Grossier, Calcaire de Champigny, Calcaire de Brie, Argiles Vertes et Alluvions Anciennes).

L'affaire REX Château-Landon (effondrement carrière « Beaulieu » de 1910) est inscrite dans la convention Cerema-DGPR. Le présent rapport fait la synthèse des travaux et mesures effectuées par le Cerema dans la caractérisation de la fracturation (campagne 2017 et 2020) et de l’hydrogéologie du site (relevés topographiques et niveaux d’eau de 2018 à 2020). L’activité du Cerema s’est concentrée cette année sur la caractérisation de la fracturation de la carrière souterraine « Royer » située à l’aval du village de Mocpoix. Le relevé de l’orientation et du pendage est accompagné d’une étude typologique de l’ensemble des fractures cartographiées. A partir des nouvelles propositions du Cerema pour expliquer la catastrophe de 1910, de nouvelles modélisations devraient être lancées cette année par l’Ineris pour évaluer l’impact des hétérogénéités lithologiques (silex versus craie saturée ; craie versus remplissage silto-limoneux karstique), l’origine du glissement gravitaire, le rôle de la fracturation et l’influence de la perte de poussée d’archimède. Cette analyse de la fracturation à l’échelle de la carrière souterraine a été présentée aux journées « cavités » (3-4 septembre 2020) du Réseau scientifique et technique (RST) co-organisées par l’Ineris et le Bureau des Risques Naturels Terrestres de l’état (DGPR/BRNT).

Les déformations des galeries ont accéléré nettement entre 2011 et 2022 par rapport à la période précédente entre 1985 et 2011. Dans la zone la plus sollicitée par le chargement réalisé en 1984-1985, certains repères sont restés stables (repères 14, 16 et T1) et se comportent comme des « points durs ». Les déformations ont été très marquées dans certaines zones relativement éloignées du chargement initial, notamment en direction de l’est et de l’ouest. Les désordres dans les galeries (en particulier sur les piliers) restent pour le moment d’ampleur limitée. Cette modification du comportement de la carrière souterraine surchargée pourrait être la conséquence du développement progressif de phénomènes de poinçonnement au sein des terrains situés sous les piliers (base des Calcaires Grossiers et sables fins argileux saturés). Nous recommandons la réalisation d’une nouvelle série de mesures en 2023 pour confirmer les résultats enregistrés en 2022 et réaliser un relevé exhaustif des désordres.

La carrière Royer située à Château-Landon (77) est suivie par les équipes de l’Ineris et du Cerema. Dans ce cadre, des Scan3D des piliers et des galeries ont été réalisés, en 2021 et 2022, par l’Ineris. Le Cerema a souhaité profiter de ces données 3D pour étudier une autre méthode de reconstitution 3D des structures souterraines : la photogrammétrie. De premiers essais avaient été menés en 2022 sur l’un des piliers instrumentés de la carrière Royer. Lors de cette première intervention, des erreurs de manipulation lors des prises de vue avaient empêché la construction d’un modèle photogrammétrique donnant une représentation fidèle de la structure étudiée. Suite à cet échec, de nouveaux essais ont été réalisés en 2023 : à cette occasion, une nouvelle procédure de prise de vue a été mise en oeuvre. Plus de 300 photographies du pilier ont ainsi été réalisées : parmi celles-ci, 128 ont été retenues pour construire, à l’aide du logiciel MicMac, le modèle photogrammétrique du pilier. Celui-ci s’est avéré bien plus représentatif du pilier que celui construit en 2022. De plus, les cibles installées sur le pilier au moment des prises de vue ont permis de mettre le modèle à l’échelle sans recourir aux Scan3D. L’expérience menée en 2023 a donc permis d’aboutir à des résultats encourageants : un suivi par photogrammétrie (tel qu’il a été mis en oeuvre dans le cadre de cette étude) permettrait de détecter des pertes de matériau de l’ordre de 15 centimètres cube. Toutefois, dans bien des cas, le suivi par Scan3D des structures souterraines se révélera plus efficace : un Scan3D permet en effet de reconstituer beaucoup plus rapidement que la photogrammétrie des volumes importants. Les résultats issus d’un Scan3D sont de plus plus précis.

Les mesures de nivellement en toit réalisées en mars 2023 ont mis en évidence la poursuite des déformations différées sous l’effet du chargement en surface réalisé entre novembre 1984 et octobre 1985, selon une tendance quasi-linéaire. Les mesures extensométriques et de nivellement dans l’allée principale instrumentée mettent en évidence la poursuite des mouvements de basculement vers l’ouest des piliers du quartier à l’aplomb du remblai de chargement, ainsi que le développement de mouvements verticaux relativement chaotiques après décembre 2011. D’une manière générale, les désordres dans les galeries restent pour le moment d’ampleur limitée (légère fissuration, faible écaillage, décollements et chutes partielles très localisées). La modification du comportement des piliers du quartier surchargé de la carrière souterraine pourrait être la conséquence du développement progressif de phénomènes de poinçonnement au sein des terrains situés sous les piliers (base des Calcaires Grossiers et sables fins argileux saturés), notamment au droit des piliers les plus sollicités. Nous recommandons la réalisation d’une nouvelle série de mesures en 2025 pour confirmer les résultats enregistrés en 2022 et en 2023.

La campagne de mesures réalisée le 07/12/2017 ne montre pas de mouvement significatif. La vitesse maximale enregistrée se situe au niveau du repère R5-6 (ΔL= +0,38 mm/an). Nous recommandons un suivi bisannuel (printemps et automne) pour l’année 2018 pour confirmer les faibles variations enregistrées.

La carrière Royer a été choisie comme observatoire souterrain dans le cadre de programmes d’appui au Ministère de la Transition Ecologique et d’une collaboration tripartite entre l’Ineris, le Cerema et le Département de la Seine-et-Marne. Depuis 2020, l’Ineris a développé une instrumentation complète pour suivre les paramètres Hydromécaniques et hydrogéologiques afin d’étudier les interactions eau-roche et quantifier les effets des circulations d’eau sur la stabilité de l’ouvrage. L’ensemble des données acquises en temps quasi-réel est visualisable sur un portail web e.cenaris ( https://cenaris.ineris.fr/SYTGEMweb/public/ ) . Les observations menées dans cette carrière de craie permettent d’étudier l’impact du changement climatique sur la stabilité des carrières souterraines abandonnées.

Les nouvelles zones exploitées depuis janvier 2015 ont mis en évidence les calcaires noduleux dans la plupart des galeries avec quelques incertitudes dans la partie ouest. Des travaux d’entretien classiques tels que la suppression des écailles au toit, sur les parois des galeries et des piliers sont à réaliser. L’exploitation a rencontré le réseau de failles verticales dans les galeries I, G et C, d’orientation ONO-ESE. Cette zone de failles est associée à un karst avec des circulations d’eau importantes. La stabilité de ce secteur sera vérifiée en une surveillance visuelle de l’évolution du toit et des parois si l’exploitation est terminée. Si l’exploitation doit se poursuivre au-delà de cette zone faillée, des confortements du toit et des parois seront indispensables. Le secteur Sud-Est met en évidence le contact stratigraphique des calcaires à nodules et des calcaires à polypiers au toit, nécessitant du boulonnage pour conforter les plaques de calcaires.

Cette étude a été effectuée dans le cadre de la sécurisation de la future RN90, au niveau de la carrière de Montgalgan, vis-à-vis des éléments rocheux en provenance de la falaise située au-dessus d’une plate-forme de stockage de matériaux localisée au-dessus du merlon projeté M10. Il a été mis en évidence des risques d'instabilités potentielles liés à la nature et à la structure du massif rocheux. Les mesures de protection qui peuvent être mises en oeuvre se traduisent par un ouvrage de type merlon.