logoprin

Analyse des phénomènes de dissolution du gypse et de leur lien avec l’aléa effondrement - commune de Draguignan (Var)

22.07.2015
La région de Draguignan a été fortement touchée par l’épisode pluvieux de juin 2010 et a subi des dégâts, non seulement liés aux inondations, mais également induits par des mouvements de terrain. Le BRGM et le CEREMA ont mené une étude pour mieux connaître les liens entre les phénomènes de dissolution du gypse et l’aléa mouvements de terrain.

La Dracénie (région de Draguignan) a été fortement touchée par l’épisode pluvieux de juin 2010 et a subi des dégâts, non seulement liés aux inondations, mais également induits par les mouvements de terrain activés (ou réactivés) par cet évènement. Parmi ces instabilités gravitaires, des affaissements et effondrements dus à la dissolution du gypse se sont produits. Afin de mieux connaître les liens entre les phénomènes de dissolution du gypse et l’aléa mouvements de terrain associé, le BRGM et le CEREMA, soutenus par la Région Provence-Alpes-Côte d’Azur et la Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL) Provence-Alpes-Côte d’Azur ont mené une étude spécifique sur les circulations d’eau souterraine et les effondrements observés en surface, plus particulièrement sur la commune de Draguignan.

Un travail de terrain mené par le BRGM sur les mouvements de terrain et la visite de galerie souterraines d’exploitation du gypse, ainsi que la caractérisation des pôles chimiques des eaux souterraines à partir des données de la banque ADES, et les mesures géochimiques, piézométriques et de jaugeage réalisées par le CEREMA, pour mieux identifier la composition des eaux souterraines et les écoulements, ont permis d’améliorer la compréhension de l’hydrochimie des eaux souterraines et de consolider les connaissances sur la répartition des mouvements de terrain et le fonctionnement hydrogéologique du secteur.

Contexte 

Cette étude a été menée en collaboration technique avec le CEREMA, avec le soutien du Conseil régional Provence-Alpes-Côte d’Azur et de la DREAL PACA.

Entrées des galeries centrale et nord de la carrière souterraine d’exploitation du gypse. Affleurement chaotique de gypse et marnes affecté par de nombreux plis.

Entrées des galeries centrale et nord de la carrière souterraine d’exploitation du gypse. Affleurement chaotique de gypse et marnes affecté par de nombreux plis.

Objectif

Il s’agissait d’étudier la problématique liée à la dissolution du gypse sur une zone fortement urbanisée (région de Draguignan), en utilisant les données issues de l’interférométrie radar (BRGM, 2011), et en engageant une expertise de terrain approfondie pour évaluer les volumes de gypse présents et ceux ayant déjà subi de la dissolution. 

L’objectif était d’apporter des éléments de réponse aux questionnements des élus et gestionnaires de l’espace, en termes d’aménagement sur ces territoires sensibles, en particulier après de fortes précipitations.

Plan schématique des galeries visitées lors de l’étude à Draguignan. © BRGM

Plan schématique des galeries visitées lors de l’étude à Draguignan. © BRGM

Programme des travaux

Dans un premier temps, une synthèse géologique et hydrogéologique a été réalisée. Celle-ci s’est appuyée sur la bibliographie existante, notamment au sein des archives mises à disposition par la commune de Draguignan. Un travail de terrain a permis de compléter ces informations : 

  • d’un point de vue géologique, en expertisant les mouvements de terrain connus ainsi qu’une ancienne carrière souterraine de gypse, dans le but d’identifier les éventuels axes de plis et de fracturation, qui permettraient de mieux caractériser les formations gypseuses du secteur ;
  • d’un point de vue hydrogéologique en réalisant des mesures piézométriques et des jaugeages sur la rivière de la Nartuby, pour mieux appréhender le sens des écoulements souterrains et les échanges avec la rivière (zones de pertes ou d’apport).

Les efforts ont ensuite porté sur l’amélioration de la connaissance de la composition chimique des eaux souterraines, qui permettrait d’identifier la présence de sulfates en lien avec les phénomènes de dissolution. Pour cela, les données de la banque de données des eaux souterraines ADES ont été exploitées et complétées par des campagnes de prélèvements et analyses géochimiques sur des secteurs sélectionnés notamment à partir des zones d’affaissement identifiées dans l’analyse des images d’interférométrie radar. 

Crevasses observées sur la zone d’affaissement sud de l’effondrement au lieu-dit La Clappe à Draguignan. © CEREMA juillet 2010

Crevasses observées sur la zone d’affaissement sud de l’effondrement au lieu-dit La Clappe à Draguignan. © CEREMA juillet 2010

Résultats obtenus

L’analyse des mouvements de terrain liés à la présence de gypse montre que les zones de dissolution suivent les directions régionales de fracturation : elles sont alignées le long d’une direction sud sud-est. Les zones d’instabilité les plus remarquables recensées sur la commune de Draguignan sont localisées au niveau des deux secteurs : le lieu-dit "La Clappe" au Nord, en bordure de la Nartuby, et dans le centre ancien. Le sens d’écoulement des eaux souterraines semble montrer qu’il n’y a pas d’alimentation massive des gypses par une perte localisée de la Nartuby, mais uniquement une alimentation diffuse par infiltration de surface et certainement par la nappe alluviale vers les gypses, via des zones de fractures.

La composition chimique des eaux souterraines montre que les eaux évoluent entre deux pôles majeurs de mélanges, représentés d’une part, par les eaux issues des calcaires jurassiques (fortes proportions de calcium, magnésium et bicarbonates) et, d’autre part, par les eaux du type de la source de la Foux au Sud de Draguignan, à faciès sulfaté-chloruré-sodique. L’évolution de la composition chimique des points d’eau montre, d’amont en aval de la Nartuby, une augmentation de la teneur en sulfates, mais aussi des chlorures jusqu’à atteindre la saturation par rapport au gypse dans les eaux de la source de la Foux. Des analyses réalisées spécifiquement ont permis de compléter les données ; deux pôles chimiques ont pu être définis à partir des roches dissoutes à l’origine de la composition des eaux souterraines : 

  • un pôle "halite, gypse, dolomie et carbonate" des eaux de la source de la Foux ;
  • un pôle "gypse, dolomie et halite" des eaux prélevées près du lieu-dit de la Clappe.

A l’issue de cette étude, plusieurs verrous scientifiques et techniques restent à lever :

  • compléter l’identification des cavités souterraines anthropiques, en identifiant le tracé précis de l’ancienne galerie acheminant les eaux souterraines de la source des Rayollets vers le centre-ville, afin d’évaluer les éventuelles influences de ce drain artificiel sur les écoulements souterrains et sur la répartition des mouvements en surface ;
  • étudier plus finement la tectonique locale afin de valider les hypothèses sur les écoulements préférentiels ;
  • réaliser un traçage artificiel quantitatif, avec une injection au niveau de l’effondrement de la Clappe, pour identifier le(s) lien(s) hydraulique(s) entre ce point et d’autres points de sortie dont la source de la Foux (et d’autres points de suivi à définir). Ce traçage permettrait également d’acquérir des informations sur l'hydrodynamisme de l'écoulement entre ce point d’injection et les points de sortie suivis (vitesse de transfert, taux de restitution, etc.) ;
  • analyser la composition chimique (incluant également les éléments mineurs et traces) et isotopique, des eaux souterraines mais aussi des roches présentes sur le secteur, afin de valider définitivement l’hypothèse de la dissolution du gypse, de préciser les conditions de dissolution des carbonates et évaporites ainsi que les conditions de mélange entre les différents types d’eau.

Compte tenu du contexte varois, hors les investigations préconisées ci-dessus, il pourrait  également être utile de valider les hypothèses en matière de dissolution diffuse/ablation par un suivi interférométrique (interférométrie différentielle satellitaire), tel que celui initié en 2011 par le BRGM suite aux inondations de 2010.

Confrontation entre les faciès chimiques des eaux prélevées et les indices de mouvements en surface. © BRGM-CEREMA

Confrontation entre les faciès chimiques des eaux prélevées et les indices de mouvements en surface. © BRGM-CEREMA

Partenaires

DREAL PACA

REGION PACA

CEREMA

RAPPORT PUBLIC

  • BRGM/RP-63399-FR - Analyse des phénomènes de dissolution du gypse et de leur lien avec l'aléa effondrement. Commune de Draguignan. Rapport final - Télécharger le rapport