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L'effondrement d'une cavité souterraine en zone urbaine, au niveau d'une maison (France). © BRGM

Cartographie de l'aléa lié à la présence de cavités souterraines sur le territoire de la ville de Nîmes

10.10.2018
En raison d’un contexte géologique favorable au développement de karst en profondeur, la commune de Nîmes se trouve impactée par le risque d’effondrement lié aux cavités naturelles. Dans un contexte de fort développement urbain, de récents phénomènes d’affaissement ont ainsi conduit la collectivité à intégrer ce risque à sa politique d’aménagement et à mettre en œuvre une politique générale de prévention à l’échelle communale.

En partenariat avec la Ville de Nîmes, le BRGM a donc engagé un programme visant à améliorer les connaissances et évaluer le niveau d’aléa lié aux phénomènes de mouvements gravitaires de type affaissement et effondrement de cavités souterraines. Ces travaux, qui illustrent l’importance de la prise en compte de la connaissance des cavités souterraines dans la gestion de l’occupation du sol, ont également permis de produire des recommandations relatives à la gestion des réseaux d’eaux. Les cartes d’aléa produites dans le cadre de cette étude fournissent des indicateurs pertinents quant à l’exposition potentielle du territoire communal aux mouvements gravitaires liés aux cavités souterraines et constituent ainsi un outil d’aide à la décision utile pour la collectivité en vue d’adopter des mesures de prévention et de gestion de ce risque (PLU, SCOT, information communale, plaquette, PAC, voire préalable à PPR).

Aven de Roquemaillère. © B.Vignerot (2017)

Aven de Roquemaillère. © B.Vignerot (2017)

Contexte

En raison d’un contexte géologique favorable au développement de karst en profondeur, la commune de Nîmes est particulièrement concernée par le risque d’effondrement lié aux cavités naturelles. Les systèmes karstiques des Garrigues nîmoises comprennent deux horizons susceptibles d'être aquifères, assez bien isolés, mais tous deux très compartimentés. Les formes karstiques sont plus développées dans la garrigue rocheuse, surtout à proximité du Canyon du Gardon. Les phénomènes karstiques (avens, grottes, pertes d'eau et sources) relevés dans la garrigue marno-calcaire sont souvent masqués et instables. On constate en outre la présence de nombreux phénomènes karstiques dans les calcaires de l’Hauterivien supérieur.

De récents phénomènes d’affaissement on conduit la ville de Nîmes à intégrer ce risque dans sa politique d’aménagement ainsi qu’à mettre en œuvre une politique générale de prévention à l’échelle communale.

Objectif

L’objectif de cette étude est d’établir, à l’échelle de l’ensemble du territoire de la ville de Nîmes, une cartographie de l’aléa affaissement-effondrement lié à la présence de cavités souterraines.

Cette cartographie est nécessaire à l’évaluation du risque (croisement de l'aléa et de la vulnérabilité des enjeux) puis au développement d’actions de prévention et de réduction du risque par la collectivité dans un objectif de gestion efficace des zones concernées.

Programme des travaux

Les travaux ont été menés selon deux volets d’étude.

Collecte de la donnée existante et enrichissement de la donnée

Le premier volet du programme a notamment eu pour objet de mieux caractériser la typologie des phénomènes gravitaires de type Affaissement / Effondrement.

Pour ce faire, la connaissance locale liée aux cavités souterraines a été synthétisée et enrichie. Afin de couvrir au mieux les objectifs définis par le groupe de travail du Plan Communal de Sauvegarde (PCS), une enquête complémentaire a été réalisée pour recenser les affaissements et effondrements ainsi que les cavités présentes sur la commune. Cette enquête a été menée auprès des acteurs locaux, en particulier en partenariat avec le Comité Département de Spéléologie du Gard (CDS 30).

Les mouvements ainsi collectés ont fait l’objet d’une validation de terrain permettant de renseigner en particulier la nature du phénomène en cause, son extension géométrique, les caractéristiques du contexte géologique (lithologie des terrains concernés), l’évolution des phénomènes et enfin d’illustrer ces informations à l’aide de photographies. Au-delà de la localisation du phénomène, des informations sur la pénétrabilité et la sécurisation sont ajoutées, et un plan topographique est également annexé pour les cavités majeures.

Cartographie de l’aléa

Le second volet du programme a visé à évaluer l’aléa caractérisant les mouvements de terrain d’origine karstique et anthropique. L’aléa a été cartographié selon la méthodologie développée par le BRGM (Alea-KARST) qui consiste à évaluer la susceptibilité du terrain à la présence de cavités (naturelle et anthropique) et à évaluer l’intensité des phénomènes possibles.

Une liste de critères explicatifs potentiels de l’apparition de désordres, assortis d’un indice de susceptibilité, a été déterminée lors du développement et de la validation de l’approche sur site.

Hors zone karstique, c’est l’utilisation du sous-sol par l’homme qui constitue le critère principal de susceptibilité. Pour le karst nu, il s’agit des secteurs où l’infiltration des eaux de surface se concentre. Enfin, pour le karst sous couverture, les critères sont la typologie de la couverture et les discontinuités sous-jacentes favorisant l’infiltration.

Résultats obtenus

Les résultats des travaux ont permis de mettre à jour une base de données qui rassemble désormais 79 figurés karstiques (avens, fissures, grottes, exsurgences, pertes, puits), la base de données nationales des cavités souterraines ne répertoriant à l’origine que 34 cavités sur le territoire de la commune. Le relevé des sources de la garrigue de Nîmes complète cette base de données, en fournissant également une information sur l’hydrogéologie du massif.

La base de données est disponible au format SIG ainsi que sous forme de fiches signalétiques, fournissant un maximum d’information sur le point considéré :

  • le nom et le type de l’objet ;
  • la date de la visite et le nom du visiteur ;
  • la précision de la position, les coordonnées en Lambert 93, le statut et la pénétrabilité ;
  • le contexte géologique et l’activité hydrologique ;
  • la bibliographie associée.

Suivant la méthodologie de réalisation du Plan de Prévention des Risques liés aux Cavités souterraines abandonnées, l’aléa est cartographié en croisant les cartes de susceptibilité de présence des cavités à celles d’intensité des phénomènes potentiels. Des cartes d’aléa ont ainsi été produites pour l’ensemble des phénomènes.

Cartographie d’aléa affaissement - effondrement sur la commune de Nîmes.

Cartographie d’aléa affaissement - effondrement sur la commune de Nîmes.

Sur les 161 km² de la commune, la majeure partie du territoire est considérée en aléa « nul à très faible » et « faible » (149,4 km²), alors que 6,4 km² et 5,4 km² sont concernés respectivement par les aléas « moyen » et « fort ». Les principales zones à enjeu concernées par de l’aléa fort sont établies sur des colluvions de piedmont (karst sous couverture) à l’aval des cadereaux ou sur des zones de karst de contact.

L’analyse des retours d’expérience montre des désordres liés à des aménagements pour tous les types de contexte karstique avec une prépondérance d’événements au droits des karsts sous couverture meuble. Ce résultat est cohérent avec la forte sensibilité de ces karsts.

Le contexte hydrogéologique et en particulier les circulations d’eau jouent un rôle important dans la formation des karsts. Sur la commune de Nîmes, ces dernières sont plutôt bien connues, toutefois toutes les actions susceptibles de modifier significativement le régime hydraulique doivent faire l’objet d’étude spécifique avant leur mise en œuvre.

Sur la base de travaux finalisés par le BRGM en 2016, relatifs notamment à l’évaluation du rôle des aménagements sur l’apparition d’effondrements en contexte karstique et l’élaboration d’une nouvelle méthodologie d’évaluation de l’aléa mouvements de terrain d’origine karstique, il a été élaboré une série de recommandations qui pourront ensuite être exploitées via des documents de gestion du risque gravitaire en particulier pour les territoires vulnérables aux désordres liés à la présence du karst.

Partenaire

Ville de Nîmes 

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34