Après-mine opérationnelle : le BRGM acteur de la prévention et de la sécurité minière

La fin de l’extraction minière et la disparition progressive des opérateurs miniers ont ouvert en France une nouvelle période : celle de l’après-mine. L’État a confié au BRGM la gestion opérationnelle des surveillances et des travaux des anciens sites miniers ainsi que la prévention des risques miniers.
11 avril 2018

Après-mine : Galerie de la mer 2010, une émergence emblématique

A partir de 2007, l'Etat a mandaté le BRGM pour la surveillance de la Galerie de la mer.

Longue de plus de 14 kilomètres, la Galerie de la mer s'étend de Marseille à Mimet, dans les Bouches-du-Rhône. Achevée en 1907, elle était utilisée pour le transport du charbon issu du domaine minier de Gardanne. Aujourd'hui, elle est principalement utilisée pour l'évacuation des eaux minières, d'infiltration et de source vers le port industriel de Marseille (Bouches-du-Rhône, 2012).

© BRGM

Long de 14,680 km entre l'entrée du Cap Pinède, à Marseille et le puits Gérard, situé sur la commune de Mimet, la Galerie de la mer a été achevée en 1907 après 22 ans d'efforts. Elle était utilisée pour le transport du charbon issu du domaine minier de Gardanne et l'est toujours principalement pour l'évacuation des eaux minières vers le port industriel de Marseille et l'évacuation des eaux d'infiltration et de source. La Galerie, ouvrage exceptionnel, demeure ainsi le témoin du labeur difficile et remarquable réalisé par les gueules noires de Provence. À partir de 2007, l'État, garant de la sécurité des biens et des personnes, a mandaté son gestionnaire, le BRGM, pour la surveillance de la Galerie de la mer. 

Le BRGM a installé une station de pompage dans le puits Gérard à partir du 1er semestre 2010 pour un démarrage de cette station le 8 août 2010. Depuis, le BRGM exploite et entretient cette station de pompage. 

Dans le cadre de sa mission, le BRGM a installé le dispositif de pompage prévu par les études antérieures pour évacuer les eaux minières, chargées en oxydes ferreux, vers la mer. 4 pompes pour un débit total de 1 000 m3 par heure ont été installées dans le puits Gérard, à 50 m en dessous de la base du puits Gérard, située à 18 m au-dessus du niveau de la mer. Compte tenu de la vitesse de la remontée des eaux, le pompage a été mis en service le 8 août 2010. L'eau s'évacue par une conduite de 550 mm de diamètre présente sur les 14 km de galerie. Elle emprunte, ensuite, sous le port de Marseille, 3 forages dirigés de 830 m de longueur et de 350 mm de diamètre pour terminer son cheminement en pleine mer, à 30 m de profondeur. 42 diffuseurs assurent la dilution de ces eaux pour limiter l'impact du rejet sur le milieu marin. En effet, avec l'ennoyage des travaux miniers, ces eaux se chargent en oxydes ferreux, qui se transforment en oxyde ferrique, de couleur rouge au contact de l'oxygène. Plus de 13 stations de contrôle en mer ont été positionnées afin de contrôler et de suivre le rejet des eaux dans le milieu. 

Il y a un contrôle des eaux en sortie de la Galerie au cap Pinède. Un contrôle hebdomadaire des eaux. Plus, on a un suivi qualitatif en mer. À ce jour, on peut dire qu'on n'a pas de sédiments. Et toutes les analyses ne montrent aucune incidence et impact sur la faune et la flore marines. 

Le BRGM surveille la corrélation entre les débits entrant dans le bassin minier et l'impact de la pluviométrie afin d'adapter le débit de pompage. Depuis la mise en service, en août 2010, le débit de pompage est passé de 450 m3 par heure à 1 000 m3 par heure. Lorsque les oxydes de fer présents dans les travaux miniers auront été lessivés par les circulations d'eau, l'eau de mine, peu minéralisée, pourra s'évacuer naturellement par la Galerie. En conséquence, les opérations de pompage devraient normalement s'interrompre d'ici 20 ans. 

Après-mine : le renforcement des berges de la Lawe

À Bruay-la-Buissière, le BRGM a procédé au renforcement des berges de la Lawe afin de sécuriser une digue minière en amont protégeant plus de 1 000 habitants.

Les cuvettes d’affaissement sont l’une des principales conséquences de l’exploitation des mines dans le bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais. C’est le cas sur la commune de Bruay-la-Buissière où des affaissements de 10 mètres sont apparus à proximité de la Lawe, petite rivière sous-affluent de l’Escaut (Pas-de-Calais, 2017).

© BRGM 

Dans le bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais, les cuvettes d'affaissement sont l'une des principales conséquences de l'exploitation des mines aux XIX et XXe siècles. La commune de Bruay-la-Buissière en est typiquement l'exemple. L'exploitation de 103 veines de 100 à 1 200 m de profondeur a provoqué en surface des affaissements de plus de 10 m. De fortes évolutions topographiques ont nécessité l'adaptation du cours de la Lawe se trouvant au cœur de cette zone d'influence. Aujourd'hui, ces aménagements ne sont plus suffisants. 

Ce cours d'eau a été dévié de son lit d'origine. On se retrouve donc aujourd'hui avec un cours d'eau qui est très encaissé, avec des berges qui sont très raides, qui ne sont absolument pas stables. Et le risque, c'est qu'une de ces berges ou plusieurs s'effondrent, viennent boucher le lit du cours d'eau et provoquent des inondations en amont. Et comme une partie de la ville est en dessous du niveau de la rivière, ça provoquerait des dégâts assez importants. 

Il était donc indispensable de mettre en sécurité les populations menacées par les inondations tout en respectant les différentes contraintes environnementales. En 2014, le BRGM s'est vu confier par l'État la maîtrise d'ouvrages délégués de travaux des renforcements de la berge. 

Depuis le 15 mai, nous avons sécurisé environ 2 fois 800 m de berges. Nous sommes intervenus sur les travaux au préalable. Ces travaux préalables consistaient à faire tous les travaux d'élagage, de débroussaillage sur les talus. Nous avons ensuite dû créer, du fait d'une rivière très encaissée, des pistes de chantier aux matériaux de type graves, qui nous permettent de bien conforter le lit de la rivière pour circuler en toute sécurité avec les engins de chantier. 

Une fois ces travaux d'accès terminés, il a fallu commencer par décaper les talus d'une hauteur variant de 2 à 5 m. Un géotextile a ensuite été posé le long des berges. Par-dessus celui-ci, un treillis soudé a été mis en place. Est venu ensuite le battage dans le terrain de cornières incliné, puis la projection de béton armé par-dessus. Ce procédé de soutènement est appelé "technique de la hurpinoise" et a été utilisé sur 90% du linéaire. Seuls 2 secteurs ont nécessité un traitement particulier. 

On avait un mur important, une habitation derrière beaucoup trop près qu'on ne pouvait pas démolir pour venir faire une technique classique. L'opération consiste donc à mettre devant un rideau en palplanche métallique qui va assurer la stabilité de ce mur qui, en fait, n'a pas de fondations, et qui permettra de maintenir la maison qui est derrière. 

Ce rideau de palplanche est mis en œuvre avec un vérineur. Ce vérineur permet de nous affranchir de tout problème de vibration qui pourrait en effet rendre instable le mur maçonné. 

Et également sur un tout petit bout du linéaire, sur lequel on avait suffisamment d'emprise pour abaisser la pente des berges et donc terrasser beaucoup, on vient faire l'aménagement écologique avec une roselière et différents niveaux de talus. 

Une fois ces travaux terminés, les berges ont été enrochées, engazonnées, et de nombreuses plantations y ont été ajoutées, le tout afin de retrouver un ensemble naturel et sécuritaire. 

Après-mine : Tour Simon 5, reconversion d'un puits d'extraction

Le 26 novembre 2009, la tour d'extraction du puits Simon 5 à Forbach, en Moselle, est démolie.

Situé dans le bassin houillier lorrain, à Forbach, en Moselle, le puits Simon 5 a été construit en 1958. Sa tour d'extraction de 57 mètres servait à descendre le personnel et le matériel pour l'exploitation de la houille. Le 26 novembre 2009, la tour d'extraction de Simon 5, vétuste, est démolie à l'explosif (Moselle, 2009).

© BRGM 

Situé dans le bassin houiller lorrain, à Forbach en Moselle, le puits Simon V, d'un diamètre de 8 m et d'une profondeur de 1 136 m a été foncé à partir de 1958. La tour d'extraction, d'une hauteur de 57 mètres, qui servait à descendre le personnel et le matériel pour l'exploitation de la houille, a été construite en 1964. A la fin de l'exploitation minière, le puits a été fermé par un bouchon en béton d'une épaisseur de 21 m, ancré dans le fût du puits. La démolition du chevalement de Simon V a été décidée, car il n'avait pas d'utilité et sa vétusté présentait des risques. Le BRGM est le maître d'ouvrage délégué de l'État pour l'exécution des travaux de mise en sécurité et la gestion de la surveillance des anciens sites miniers. L'opération de démolition était rendue complexe par la présence de méthane ou grisou, un gaz explosif dans le fût du puits. 

Afin d'éviter tout risque d'explosion, le BRGM a injecté 117 000 m3 d'azote, pour inerter le puits. Ensuite, les travaux de démolition ont pu démarrer. 

Les travaux ont débuté par l'affaiblissement de la structure de la tour. Pour maîtriser le basculement de la structure, et éviter  un déchaussement des fondations situées dans le bouchon de la tête du puits, il a fallu scier les montants arrière de l'ouvrage. 

On regarde d'abord le plan de tir. Tout ne va pas sauter en même temps. On commence toujours sur les extrémités pour dégager le béton. Ça va permettre au bâtiment de basculer. La démolition par tir à l'explosif a eu lieu comme prévu. Cela avait nécessité le forage de 294 trous et la mise en œuvre de 90 kg de dynamite et 340 détonateurs. 

Après ces travaux de démolition, on a déblayé la tête de puits, broyé les gravats, fait un tri sélectif : les métaux d'un côté, le béton de l'autre. Ça représente à peu près 12 500 tonnes de matériaux en béton. 

Pour préserver la nappe phréatique des risques de minéralisation par des eaux issues du réservoir minier, une installation de pompage et de traitement des eaux sera construite sur le modèle de celle de La Houve.