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Fentes de dessiccation dans l'argile (sud de Tamanrasset, Hoggar, Algérie, 2007). © BRGM - François Michel

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux

01.07.2011
Suite à plusieurs périodes de sécheresse et à la demande du ministère en charge de l’Ecologie, le BRGM a réalisé un programme de cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux à l’échelle nationale.

Contexte de réalisation

Les variations hydriques dans les sols argileux s’accompagnent de tassements différentiels provoquant des désordres sur le bâti individuel. Suite à plusieurs périodes de sécheresse exceptionnelle, environ 8 000 communes françaises ont été reconnues au moins une fois en état de catastrophe naturelle pour ce phénomène, pour un coût total d’indemnisation estimé à plus de 4,5 milliards d’euros (deuxième poste d’indemnisation derrière les inondations). Afin d’identifier au mieux les secteurs concernés et de cibler les mesures de prévention et d’information, le ministère en charge de l’Ecologie a chargé le BRGM de réaliser et diffuser des cartes départementales de cet aléa.

Mécanismes et conséquences des tassements différentiels par retrait-gonflement des sols argileux

Objectifs

Le programme national de cartographie de l’aléa retrait-gonflement des sols argileux a été initié à la fin des années 1990 à partir d’une méthodologie développée par le BRGM à la demande du ministère en charge de l’Ecologie. Suite aux recherches méthodologiques mises en œuvre par le BRGM entre 1995 et 1998, à l’échelle communale, puis départementale, une première carte d’aléa a été produite sur le département des Deux-Sèvres en 1998. Initialement destiné à couvrir les départements les plus affectés par le phénomène, il a été étendu à l’ensemble du territoire métropolitain, notamment suite à la sécheresse de l’été 2003. Chaque département fait l’objet d’une convention spécifique signée entre le BRGM et les services de l’Etat (DDT(M) ou préfecture), comprenant plusieurs phases :

  • l’élaboration d’une carte géologique harmonisée du département, lorsque celle-ci n’est pas déjà disponible (a concerné moins de la moitié des départements traités) ;
  • la cartographie de l’aléa retrait-gonflement en elle-même ;
  • et enfin la transcription en propositions de zonages réglementaires afin de fournir aux services de l’Etat tous les éléments nécessaires à la mise en œuvre d’éventuels Plans de Prévention des Risques.

Pour les départements les moins sinistrés, cette dernière phase a pu être remplacée par la réalisation d’une plaquette d’information.

Programme des travaux

La corrélation étroite, mise en évidence entre la répartition des sinistres liés au phénomène de retrait-gonflement des sols argileux et la nature géologique des formations subaffleurantes, nous a amené à utiliser les cartes géologiques publiées par le BRGM au 1/50 000 pour servir de base à l’élaboration des cartes d’aléa retrait-gonflement des sols argileux.

Afin d’identifier les formations géologiques affleurantes à subaffleurantes susceptibles de présenter localement des matériaux argileux, un important travail de numérisation puis d’harmonisation des cartes géologiques est nécessaire. En effet, un département moyen est généralement concerné par 15 à 30 feuilles géologiques, souvent levées par des auteurs différents et à des dates variables, de telle sorte que les interprétations peuvent diverger fortement entre feuilles adjacentes, particulièrement pour ce qui concerne les formations superficielles, souvent mal représentées sur les versions anciennes des cartes géologiques.

L’élaboration d’une légende commune aux différentes feuilles et la reprise éventuelle de certains contours permet donc d’aboutir à une carte géologique harmonisée départementale. Une fois la carte géologique harmonisée, il convient ensuite d’identifier toutes les formations à dominante argileuses, ou présentant localement des termes argileux, susceptibles d’occasionner des sinistres par retrait-gonflement. Ceci suppose de procéder à certaines réinterprétations et au regroupement de formations stratigraphiquement proches, et dont la lithologie est jugée suffisamment homogène pour que leur susceptibilité au retrait-gonflement puisse être considérée comme identique. Selon les départements traités, la carte synthétique départementale des formations argileuses ainsi obtenue affiche entre une quinzaine et une quarantaine de formations retenues comme potentiellement argileuses ou marneuses.

Les formations argileuses ainsi identifiées font ensuite l’objet d’une hiérarchisation en fonction de leur susceptibilité au retrait-gonflement. Celle-ci est évaluée sur la base de trois critères qui se recoupent partiellement : leur nature lithologique, la composition minéralogique de leur phase argileuse et enfin leur comportement géotechnique. La combinaison de ces 3 critères permet d’établir une carte de susceptibilité au retrait-gonflement. La carte d’aléa est réalisée à partir de cette carte de susceptibilité en intégrant également les sinistres enregistrés sur le territoire du département. Cela nécessite de recenser, mais aussi de localiser avec précision, le plus grand nombre possible de sinistres survenus dans le département, afin d’obtenir une représentation statistique réaliste des probabilités d’occurrence du phénomène. Le nombre de sinistres ainsi pris en compte peut atteindre plusieurs milliers pour les départements les plus touchés.

L’échelle de validité de ces cartes départementales d’aléa est celle de la donnée de base utilisée, à savoir le 1/50 000. Elles ne permettent donc pas de déterminer avec certitude la présence d’argile gonflante à l’échelle d’une parcelle. Elles suffisent néanmoins à circonscrire les zones potentiellement sujettes au phénomène.

Afin de fournir aux services de l’Etat tous les éléments nécessaires à la mise en œuvre de Plans de Prévention des Risques naturels spécifiques, ces cartes d’aléa sont déclinées automatiquement, pour chaque commune, en proposition de zonage réglementaire. Du fait du changement d’échelle (passage d’une carte départementale au 1/50 000 à un zonage communal au 1/10 000), ces zones réglementées sont également étendues de 50 m terrain (épaisseur de trait). Cette démarche permet de fournir aux services déconcentrés de l’Etat l’ensemble des éléments nécessaires à la prescription de Plans de Prévention des Risques (zonages, règlement type, note de présentation type). En présence de sols argileux, le règlement type concerne essentiellement les constructions nouvelles et laisse le choix entre la réalisation d’une étude géotechnique avant construction et la mise en œuvre de mesures forfaitaires.

Résultats obtenus

Depuis fin 2010, la cartographie de l’aléa retrait-gonflement à l’échelle du 1/50 000 couvre l’ensemble des départements métropolitains à l’exception de la Ville de Paris. L’ensemble des cartes d’aléa et des rapports d’étude sont librement consultables et téléchargeables.

Partenaires

Ministère de l’Ecologie, du Développement durable et de l'Energie (MEDDE)

Préfectures

DDT(M) des départements métropolitains

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