Cartographie de l'aléa mouvement de terrain Rapport d 'étude · Nancy en 1989. Ce PER a servi de...

Commune de RichardménilCartographie de l'aléa mouvement de terrain

Rapport d 'étude

Dossier n°C16EN0293

10 mai 2018

Cerema Est

Laboratoire Régional de Nancy

Commune de Richardménil- Cartographie des aléas mouvements de terrains

Références de l'affaire

N° de dossier : C16EN0293

Intitulé de la prestation :

Cartographie aléas coteaux de Moselle

Références client :

DDT54/ADUR

Représenté par Mme Angélique MASSONPlace des Ducs de bar

Case officielle n° 60025

54035 NANCY cedex

Tél : +33 (0)3 83 91 41 17

Mail : [email protected]

Affaire suivie par

Vincent REMY, Responsable de l'Activité «Mouvements de terrain»

Cerema / Direction Territoriale Est (DTerEst) / Laboratoire Régional de Nancy (LRN) / Groupe ERDT

71, rue de la Grande Haie

F 54510 TOMBLAINE

Tél : +33 (0)3 83 18 41 19

Mail : [email protected]

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Version Auteur(s) Commentaires

1.0 M,ERBRECH (LRN) Rapport d'étude

Le Chargé d'ÉtudesLe Chargé d'ÉtudesLe Chargé d'ÉtudesLe Chargé d'Études

Risques mouvements de terrainRisques mouvements de terrainRisques mouvements de terrainRisques mouvements de terrain

Michel ERBRECHMichel ERBRECHMichel ERBRECHMichel ERBRECH

La Responsable de l'Activité mouvements de terrainLa Responsable de l'Activité mouvements de terrainLa Responsable de l'Activité mouvements de terrainLa Responsable de l'Activité mouvements de terrain

Vincent REMYVincent REMYVincent REMYVincent REMY

Le Chef du Groupe ERTDLe Chef du Groupe ERTDLe Chef du Groupe ERTDLe Chef du Groupe ERTD

Adrien ALLARDAdrien ALLARDAdrien ALLARDAdrien ALLARD

Cerema Est / Laboratoire Régional de Nancy / Groupe ERTD – /31 –


Sommaire

Introduction..............................................................................................................................5

1 - Aperçu géographique et géologique d'ensemble..................................................................6

1.1 - Limite de la zone d'étude et morphologie......................................................................................6

1.1.1 - Limites....................................................................................................................................................6

1.1.2 - Morphologie...........................................................................................................................................6

1.2 - Contexte géologique et hydrogéologique......................................................................................6

1.2.1 - Géologie.................................................................................................................................................6

1.2.2 - Contexte hydrogéologique......................................................................................................................8

2 - Typologie des mouvements de terrain..................................................................................9

2.1 - Les mouvements sans plan de rupture...........................................................................................9

2.1.1 - Le fluage................................................................................................................................................9

2.1.2 - La solifluxion..........................................................................................................................................9

2.1.3 - La reptation..........................................................................................................................................10

2.2 - Les glissements avec plans de rupture.........................................................................................11

2.2.1 - Les glissements pelliculaires..................................................................................................................11

2.2.2 - Les glissements plans............................................................................................................................11

2.2.3 - Les glissements rotationnels ou circulaires............................................................................................12

3 - Cartographie de l'aléa mouvement de terrain.....................................................................12

3.1 - Enquête bibliographique ............................................................................................................12

3.1.1 - Guides techniques.................................................................................................................................12

3.1.2 - Cartes...................................................................................................................................................13

3.1.3 - Banque de données du sous-sol et études géotechniques......................................................................13

3.2 - Photo-interprétation et reconnaissance terrain............................................................................14

3.2.1 - Photo-interprétation.............................................................................................................................14

3.2.2 - Reconnaissance terrain..........................................................................................................................14

3.3 - Modèle numérique de terrain. Analyse des pentes.......................................................................17

3.4 - Caractérisation des aléas.............................................................................................................18

3.4.1 - Niveaux d'aléa......................................................................................................................................18



3.4.2 - Matrice de l'aléa glissement de terrain..................................................................................................20

3.5 - Limites de l'étude.......................................................................................................................22

4 - Détermination des niveaux d'aléa et du zonage..................................................................22

4.1 - Caractérisation de l'aléa sur la commune de Richardménil...........................................................22

4.2 - Incrémentation du niveau d'aléa.................................................................................................24

4.3 - Qualification et localisation des aléas glissement de terrain retenus............................................25

4.3.1 - Détermination des zones d'aléas...........................................................................................................25

4.3.2 - Aléa fort..............................................................................................................................................26

4.3.3 - Aléa moyen...........................................................................................................................................27

4.3.4 - Aléa faible............................................................................................................................................28

4.3.5 - Aléa présumé nul..................................................................................................................................28

5 - Conclusions.........................................................................................................................29

Liste des annexes....................................................................................................................30



Introduction

A la demande de la Direction Départementale des Territoires de Meurthe et Moselle, Service Aménagement Durable,Urbanisme et Risques, le Laboratoire de Nancy a réalisé une étude de l'aléa mouvements de terrain sur la communede Richardménil.

Afin de pouvoir être aisément utilisée comme base du zonage du plan de prévention des risques mouvements deterrains et faciliter la transcription de celui-ci en matière d'urbanisme, l'étude a été réalisée avec une cartographie au1/5000ème.

Les types d'aléas mouvements de terrains existants sont : les glissements de terrains, la solifluxion, la suffosion, lefauchage, les chutes de pierres et blocs, les éboulements ainsi que les coulées boueuses. Les mouvements liés auxcavités souterraines sont les affaissements, les effondrements et les tassements.

L'objectif de cette étude est de caractériser et d'évaluer les niveaux d'aléas vis-à-vis des phénomènes de glissementde terrain dans la zone d'étude. Les aléas retrait-gonflement, les autres aléas spécifiques liés aux mines ainsi queles aléas liés aux chutes de blocs ne sont pas traités. Cette étude est réalisée suivant la méthodologie de lacartographie « aléa glissement de terrain » Côte du Dogger, Meurthe et Moselle, élaborée par le BRGM et le CeremaEst pour le compte de la DDT54. Elle se base sur l'interprétation de données hydrogéologiques, topographiques,bibliographiques et des visites de terrain. Conformément à cette méthodologie et aux méthodologies nationales,aucune investigation lourde (sondages, essais en laboratoire,,,,) n'a été entreprise pour caractériser les aléas.

Il est à noter qu'un Plan d'Exposition aux Risques naturel (PER) de mouvements de terrain des coteaux de Moselleentre Flavigny-sur-Moselle et Sexey-aux-Forges a été établi par le Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées deNancy en 1989. Ce PER a servi de base à l'élaboration d'un Plan de Prévention des Risques mouvements de terrainpour la commune. Lors de cette étude ancienne, la caractérisation de l'aléa n'était pas fonction de l'interprétation dedifférentes données telle que proposée dans ce rapport mais ne prenait en compte qu'une seule donnée: lalocalisation, parfois subjective, de mouvements de terrains éventuels.



1 - Aperçu géographique et géologique d'ensemble

1.1 - Limite de la zone d'étude et morphologie

1.1.1 - Limites

La zone d'étude correspond à toute la surface du ban communal de Richardménil. Une attention plus particulière aété portée aux secteurs bâtis, proches du bâti ou ouverts à une urbanisation future.

1.1.2 - Morphologie

Richardménil est située au Sud de l’agglomération nancéienne.

Sur une superficie d’environ 720 ha en projection horizontale, son territoire est équilibré ( 3 km d’Ouest en Est pour 3km du Nord au Sud) et couvre plusieurs domaines géographiques et géomorphologiques différents.

Le fond de vallée

La Moselle se trouve à l'extrémité Sud-Ouest du ban communal. On y trouve un quartier résidentiel ainsi qu'unepetite zone d'activités.

Les coteaux

Parallèle à la Moselle, le coteau sur lequel repose le cœur historique du village est une transition entre le fond devallée et le plateau du Vermois.

Le plateau du Vermois

La partie Nord et Est du ban communal repose sur l'extrémité Ouest du plateau du Vermois. Constituéessentiellement de marnes et d'argiles, ce plateau en pente douce accueille une activité agricole et forestière. On ytrouve les quartiers résidentiels « le Bois Impérial », « le Haut du Lac » et « le Vert Village »

L'autoroute A330 traverse ce plateau dans une orientation Nord-Sud.

1.2 - Contexte géologique et hydrogéologique

1.2.1 - Géologie

Le contexte géologique prévisible est donné, pour les formations du substratum, par l'examen des cartesgéologiques de Nancy et Bayon, (feuilles XXXIV.15 et XXXIV.16) au 1/50000 du bureau de Recherches Géologiqueset Minières (BRGM).

Les éléments qui peuvent permettre de préciser la cartographie géologique sur le territoire de la commune sontessentiellement :

– les informations apportées par les reconnaissances de terrain dans la commune

– les données trouvées dans la bibliographie (chantiers, études géotechniques, base de données de sondagesdu BRGM).



Le substratum

Le substratum est décrit selon la série géologique du plus ancien vers le plus récent (c'est à dire du bas vers le hautde la série).

A. Le Keuper

Le Keuper supérieur (t9) (« Marnes irisées supérieu res» 40 à 70m)

Il est constitué d'argilites. Leur couleur, uniformément rouge vers la base, devient variable en partie supérieure. Desniveaux dolomitiques, parfois silicifiés, centimétriques à décimétriques, se rencontrent à tous les niveaux.

B. Le Rhétien

Le Rhétien inférieur (t10a) (« Grès infraliasiques» 7 à 30m)

Il est constitué par un ensemble de grès gris-beige à blanc, à stratifications obliques dont la granulométrie estvariable, auquel succède le plus souvent un niveau argileux noir, à débit en plaquettes. Des feuillets argileux verts ounoirs y sont fréquents et peuvent devenir localement très abondants, conférant à la roche une médiocre résistance.

Le Rhétien supérieur (t10b) (« Argiles de Levallois » 4 à 12m )

Il est constitué d'argilites, pratiquement azoïques, rose saumon plus ou moins vif, présentant un facièscaractéristique qui en fait un niveau-repère cartographique remarquable sur toute la Lorraine.

C. Le Sinémurien

L'Hettangien (l1-4a) (« Calcaires à gryphées » )

Il est constitué d'une succession décimétrique monotone de bancs de marnes bleues à noires, alternant avec desbancs de calcaires argileux. La faune est très riche en fossiles variés.

D. Le Lotharingien

Le Lotharingien (l4b) (« Argiles à Promicroceras » 25 m)

Il est constitué à sa base d'argilites gris-bleu (« argiles à Promicroceras » – 25m) plus ou moins foncées, parfoismicacées, plastiques ou plus ou moins schisteuses qui renferment des nodules calcaires ou phosphatés et decalcaires ocreux (1-2 m) au sommet.

Le Lotharingien (l4c-5) (« Calcaires ocreux » 3 m)

Il est constitué de quelques bancs de calcaires argileux gris ou noirs, parfois très durs, de faible épaisseur (de 0,3 à3 mètres environ), renfermant des fossiles (Bélemnites et Ammonites). Cette formation est souvent recouverte par lefluage des marnes qui les surmontent et est donc rarement observable.

E. Le Domérien (Pliensbachien supérieur)

Le Domérien inférieur (l6a) (« Marnes à amalthées » 85 à 90 m)

Il est constitué par les marnes riches en Ammonites pyriteuses et en nodules calcaires ou phosphatés et souventrecouvertes par plusieurs mètres de résidus d'altération et de décalcification limoneux.



Les terrains superficiels

A. Les formations colluviales issues des alluvions anciennes

Les colluvions (matériaux grossiers) sont prises ici au sens large car si les processus de colluvionnement semblentfaire appel surtout à un ruissellement superficiel, ils ont été très certainement associés, aux époques glaciaires, àdes phénomènes apparentés à la solifluxion, capables de transporter les matériaux sur d'assez grandes distances,même sur des pentes faibles.

B. Les alluvions anciennes et récents

Dans le secteur central de la commune, des alluvions anciennes couvrent les formations du Domérien. Elles sontconstituées de galets siliceux (matériaux grossiers).

Au Sud de la commune, on trouve des alluvions des fonds de vallée de la Moselle. Ils sont constitués d'une couchede matériaux fins limono-sableux reposant sur des matériaux grossiers.

C. Les terrains d’altération des marnes

Ce sont des argiles (matériaux fins) de caractéristiques médiocres à moyennes où l’on ne trouve pas de blocs(critère de détermination de la limite terrains altérés / éboulis). Ce type de terrain superficiel se retrouve sur la partiesupérieure des couches marneuses desquelles il est issu. Leur épaisseur est variable, de l’ordre de quelquesmètres.

D. Couvertures limono-argileuses parfois sableuses

Elles sont caractérisées par une texture fine avec une importante proportion d'éléments compris entre 50 et 2microns (matériaux fins). On retrouve cette couverture au niveau de l'extrémité Nord-Est du ban communal.

1.2.2 - Contexte hydrogéologique

Le contexte hydrogéologique a été déterminé tout d’abord par la définition des terrains susceptibles d’être aquifères,des modes de circulation d’eau, des éventuelles zones de résurgences, puis par l’observation de terrain qui permetde mettre en évidence ces zones de résurgence. Ces observations sont indiquées sur la carte des indices de terrainà 1/5000 (annexe 1).

Aquifères des éboulis

Les éboulis argilo-calcaires constituent un aquifère permettant le transfert des eaux de la nappe des calcaires vers lebas de la vallée. La couche des éboulis étant continue, les écoulements se font sans obstacle et permettent d’avoirun niveau de nappe continu. A la base des éboulis, le niveau de nappe devient affleurant et conduit à l’apparition dequelques zones humides et sources.

Aquifère des alluvions de la Moselle

Les alluvions de fond de vallée de la Moselle représentent l'aquifère principal présent au droit de notre site d'étude.



2 - Typologie des mouvements de terrain

Les désordres susceptibles d'être constatés lors des observations de terrain sur la commune de Richardmenil sontde plusieurs types.

2.1 - Les mouvements sans plan de rupture

Ces types de mouvements ne sont pas considérés comme des glissements à proprement parler puisque la mise enmouvement n’est pas caractérisée par un plan de cisaillement. Généralement, sur le secteur des coteaux de laMeurthe et de la Moselle, seule la frange superficielle de terrain est affectée par ce type de mouvements.

2.1.1 - Le fluage

Le fluage est un phénomène physique provoquant des déformations gravitaires irréversibles sous des sollicitationsconstantes atteignant le domaine plastique (Philipponnat et al., 2008). C’est un mouvement lent d’une masse deterrain (à matrice fine argileuse ou silteuse) non limitée par une surface de rupture clairement définie se manifestantsur des faibles ou fortes pentes. Il peut se développer sur des épaisseurs parfois importantes (plusieurs dizaines demètres).

Figure 1: Exemple de fluage sous l’effet d’une surcharge (Philipponat et al., 2008).

2.1.2 - La solifluxion

C’est un cas particulier du fluage. C’est un phénomène d’écoulement lent des sols. La solifluxion concerne les sols àmatrice fine (argileuse ou silteuse) et à teneur en eau marquée, sur une épaisseur de l’ordre d’un mètre, sanssurface de rupture nette. Ce phénomène est provoqué par des variations de volume du sol au cours des saisons. Eneffet, le gel-dégel ou l’alternance des saisons sèches et pluvieuses causent la déstructuration et la perte de cohésionde ces sols gonflants et rétractables (Philipponnat et al., 2008 ; Mathon et al., 2005).



La solifluxion s’opère sur des terrains de pente faible à modérée et se repère par un état boueux des sols, uneondulation des terrains (Philipponnat et al., 2008) et des rochers « laboureurs ».

Figure 2 :Aspect ondulé (moutonnement) des terrains dû au phénomène de solifluxion.

2.1.3 - La reptation

C’est le glissement lent, vers l’aval, des sols ou des formations superficielles sur un versant à pente modérée à forte(Dictionnaire de géologie, 6ème édition). Ce phénomène ne nécessite pas un état boueux du sol. Il peut se repérerpar un moutonnement de faible amplitude et relativement serré. Généralement, les arbres sont inclinés ouprésentent une forme dite « pipée ». Le moteur du mouvement est le propre poids du terrain. Ce phénomèneprovoque un fauchage (également appelé « basculement ») des couches géologiques; ce qui entraîne uneévaluation erronée de leur pendage en profondeur.

Figure 3 :Coupe montrant le phénomène de reptation des couches géologiques superficielles(d’après le dictionnairede géologie Raoult et Foucault).



2.2 - Les glissements avec plans de rupture

2.2.1 - Les glissements pelliculaires

Le glissement pelliculaire est un décrochement superficiel gravitaire affectant une mince frange de terrain à matricefine et limitée par une surface de rupture identifiable (< 10 m de profondeur), recouvrant les versants rocheux àpente raide (> 20 %). Cette frange est fortement altérée avec des caractéristiques mécaniques faibles. Par suited’une saturation en eau du matériel, le sol se plastifie et devient instable. Le terrain se détache du haut du versant etglisse par petits paquets vers le bas (Mathon et al., 2005). Ce type de glissement fait généralement suite auphénomène de reptation.

La morphologie de ce glissement est caractérisée par à une surface moutonnée ou par des petites terrasses dansles versants, et de courtes fissures arquées ou rectilignes soulignent la tête des instabilités. Sur le terrain, il peut êtredélimité grâce à des entonnoirs d’effondrement créés en bordure du glissement par des infiltrations et descirculations d’eau en sub-surface.

2.2.2 - Les glissements plans

Il s’agit de mouvements gravitaires se traduisant par la translation d’un volume de sol ou de roche d’un versant, surune surface de rupture approximativement plane, généralement selon la ligne de plus grande pente (figure 7).

La particularité de ce glissement tient dans la géométrie de sa surface de rupture qui est plus ou moins rectiligne.Généralement, elle est héritée d’une discontinuité naturelle préexistante dans le terrain : joints ou limitesstratigraphiques, plans de faille ou diaclases, plans de schistosité. Elle peut également correspondre soit à unecouche mince de mauvaises caractéristiques mécaniques (on parlera de « couche-savon ») sur laquelle s’exercesouvent l’action de l’eau.

Les glissements plans sont le plus souvent associés à des fissures en tête et des bourrelets en pied. Ils peuvent sedévelopper sur des épaisseurs de plusieurs dizaines de mètres et peuvent affecter des versants de faible pente (<20 %) pour autant que les facteurs de prédisposition soient réunis.

Figure 4 : Schéma d'un glissement plan (www.brgm.fr)



2.2.3 - Les glissements rotationnels ou circulaires

Ils correspondent à des mouvements gravitaires et peuvent présenter une brusque rupture de pente ainsi que desfissures en tête et des bourrelets en pied. Leur surface de rupture de forme circulaire et concave les différencie desglissements plans. On peut noter la présence de contre-pentes au sein de la masse glissée. De plus, ils sedéveloppent généralement au sein d’un milieu homogène et meuble (sables, silts, voire argiles) en l’absence dediscontinuité marquée. Par ailleurs, plusieurs glissements rotationnels peuvent s’emboîter et former un glissementcirculaire complexe, voire plan. L’apparition d’un premier glissement en bas de pente entraîne une perte de butéepour les terres situées au-dessus et provoque des glissements successifs remontant vers l’amont : on parled’évolution régressive (Philipponat et al., 2008).

Les glissements circulaires peuvent avoir des profondeurs et des volumes en mouvement très variables.

Figure 5 : Bloc diagramme d'un glissement rotationnel complexe (Flageollet (1989) et Cruden et Varnes (1996)).

3 - Cartographie de l'aléa mouvement de terrain

3.1 - Enquête bibliographique

Les documents de référence suivants ont été utilisés pour mener à bien la présente étude:

3.1.1 - Guides techniques

• Guide technique pour la « Caractérisation et cartographie de l'aléa dû aux mouvements deterrain », LCPC, 2000

• Guide méthodologique « PPR Risques de mouvements de terrain », LCPC, 1999

• Guide méthodologique « L'utilisation de la photo-interprétation dans l'établissement des PPRliés aux mouvements de terrain », LCPC, 1999

• Guide technique « Méthodologie de la cartographie aléa glissements de terrain, Côte du Dogger,Meurthe et Moselle », BRGM-CEREMA, 2014



3.1.2 - Cartes

• Extrait de la notice des cartes géologiques au 1/50000 de Nancy et Bayon (BRGM)

• Cartes géologiques au 1/50000 de Nancy et Bayon

• Fond topographique BD Ortho

• Fond topographique SCAN25

3.1.3 - Banque de données du sous-sol et études géotechniques

La consultation de la banque de données du sous-sol du BRGM (Infoterre) a mis en évidence 3 sondages sur leterritoire de la commune. La localisation de ces sondages figurent en annexe n°1, carte des indices.

– Un sondage (BSS000UQRU) a été réalisé au niveau de l'A33 (indice n°1 ).La constitution des horizons, du hautvers le bas y est la suivante:

- de 0 à 3,30m, colluvions (Quaternaire)

- de 3,30 à 14,10m, calcaires à gryphées (Hettangien)

- de 14,10 à 29,30m, argiles de Levallois (Rhétien)

– Un sondage (BSS000UQNB) a été réalisé au niveau de l'A33 (indice n°2 ). La constitution des horizons, du hautvers le bas y est la suivante:

- de 0 à 1,30m, terre végétale (Quaternaire)

- de 1,30 à 2,00m, alluvions (Quaternaire)

- de 2,00 à 17,00, argiles de Chanville (Keuper)

- de 17,00 à 22,00m, Dolomie de Beaumont (Keuper)

– Un sondage (BSS000SDYC) a été réalisé au niveau de l'A33 (indice n°3 ). La constitution des horizons, du hautvers le bas y est la suivante:

- de 0 à 0,20m, terre végétale (Quaternaire)

- de 0,20 à 1,30m, colluvions (Quaternaire)

- de 1,30 à 20,20m, grès infraliasiques (Rhétien)

Ces études tendent à confirmer les données géologiques extraites de la notice et de la carte géologique au1/50000ème.



3.2 - Photo-interprétation et reconnaissance terrain

3.2.1 - Photo-interprétation

Les photographies aériennes stéréoscopiques d'une mission IGN ont été utilisées afin de:

– repérer et localiser les indices de mouvements de terrain,

– préparer la reconnaissance de terrain permettant la vérification de ces indices,

– repérer des indices sur des zones inaccessibles.

Les photographies observées sont les suivantes:

– Campagne n°73 FR 2489/200 de 1973, à 1/20 000 (Nanc y), clichés n°11et 12.

La photo-interprétation n'a pas permis d'identifier la présence de glissements de terrain.

Les limites de la photo-interprétation sont la présence des parties boisées recouvrant les plateaux calcaires et lespremières pentes des coteaux, ainsi que la partie urbanisée de la commune.

3.2.2 - Reconnaissance terrain

La reconnaissance de terrain permet la vérification des résultats de l'enquête bibliographique et de l'analyse dephoto-interprétation, l'observation et la localisation des mouvements de terrains visibles ainsi que les différentsfacteurs aggravants (présence d'eau, type de végétation, précision de la carte géologique, etc...).

L'ensemble de la commune de Richardménil a fait l'objet d'une visite en 2018. Elle a porté principalement sur lessecteurs pour lesquels la géologie est la plus propice à la survenance de mouvements de terrain (marnes au niveaudes coteaux). Quelques indices de mouvement de terrain ou de facteurs aggravants (eau, arbres penchés, surfacesmoutonnées, ruptures de pentes, fissures etc...) ont été relevés et figurent sur la carte des indices (Annexe 1).

Les parties boisées représentent une limite aux investigations de terrain. En effet, les indices y sont difficilementobservables du fait de la densité de la végétation ainsi que d'un manque de repères.

Indices de mouvements de terrain

Les indices suivants figurent sur la carte des indices de terrain en annexe 1.

Fissures au niveau du bâti

Des fissures obliques peuvent être caractéristiques de glissements de terrain. Sur la commune de Richardménil,quelques fissures de ce type, ont été relevées.



Fissure oblique sur bâti. Indice n°18

Facteurs aggravants

Les principaux facteurs aggravants des mouvements de terrain sont l’eau, l'absence de végétation et la géologie.

La végétation

L’absence de végétation arborée est un facteur aggravant très classique. Le système racinaire contribue à « armer »la frange superficielle de terrain entre 1 et 3 m de profondeur selon les espèces et surtout réduit les infiltrations d’eaumétéorique et donc la teneur en eau du sol. Une mauvaise gestion forestière peut donc conduire à fragiliser lesterrains et favoriser les glissements et plus généralement les mouvements. Néanmoins, même si le mouvementconcerne la tranche superficielle du sol, la végétation peut ne pas suffire à contrer sa dynamique. C’est le cas de lareptation dont la conséquence est de tordre la base du tronc en forme de pipe.

L'eau

Les zones humides aggravent la susceptibilité des terrains à développer des glissements. Ces dernières provoquentune perte de cohésion dans les formations meubles à matrice fine (silts et argiles) et du fait de la montée de lanappe, entraînent une baisse de la résistance au cisaillement dans les horizons frottant. L’existence de biseaux ouinterlits aquifères, entre des formations argileuses, favorisent le développement de surpressions interstitiellesréduisant leur résistance au cisaillement. Enfin, les thalwegs sont le lieu de concentration des eaux d’écoulement qui



mobilisent des matériaux déstructurés.

Exemple de source. Indices n°6



3.3 - Modèle numérique de terrain. Analyse des pentes

La carte des pentes est réalisée à partir des fonds topographiques du SCAN 25 de l’IGN (carte à 1/25000 agrandie à1/5 000) en utilisant vertical mapper, soit un pas de 25 m.

Cette analyse permet la détermination de 6 classes de pente ( 0-5%, 5-10%, 10-20%, 20-30%, 30-50%, 50-100%).La gradation des niveaux d'aléa est en effet fonction de ces classes de pente. Plus la pente est élevée, plus l'aléaaugmente. Ces données, intégrées dans la matrice de l'aléa glissement de terrain (chapitre 3.4.2), sont croiséesavec la géologie et les facteurs aggravants.

On observe des pentes de 20 à 50 % au niveau des coteaux parallèles à la Moselle.

La majeure partie du ban communal connait des pentes inférieures à 10%. Les pentes observées au niveau deszones habitées sont pour la plupart inférieures à 5%

La carte des pentes se trouve en annexe 2.



3.4 - Caractérisation des aléas

3.4.1 - Niveaux d'aléa

Une échelle en 5 niveaux basés sur des niveaux de gravité est retenue.

Figure 6: Synthèse des 5 niveaux d’aléa

Aléa très fort

Il s’agit de glissement de terrain de grande ampleur (glissements actifs, glissements anciens ayant provoqués defortes perturbations, etc..) avec un préjudice matériel très important (destruction totale d’une habitation ou biendestruction partielle mais avec perte de la fonction habitat) et préjudice humain de plusieurs morts possible.

Ce niveau d’aléa correspond au phénomène le plus important connu en Lorraine (glissement de CORNY, à la suited’une pluie de 98 mm en quatre jours) dont les caractéristiques sont les suivantes :



Figure 7: Coupe géologique du glissement de Corny-sur-Moselle

Caractéristiques du glissement de Corny:

Zone en mouvement :

• 600 m de long sur la rive droite de la Moselle

• recouvre la pente entre les cotes 170 et 280 soit 600 m en plan

• soit une surface de l’ordre de 40 hectares

Déplacement mesuré :

• 6 m en quatre jours au droit de la RN 57

Volume concerné par le mouvement :

• 4 à 5 millions de m3

Profondeur de la surface de rupture :

• comprise entre 2 et 30 m généralement supérieure à 10 m.

Préjudice matériel très important :

• une station-service et deux maisons ruinées, une conduite d’adduction d’eau de la ville de Metz et une RN àreconstruire sur 600 m.

Préjudice humain possible plusieurs morts

• en cas d’accident routier sur la RN 57 par exemple ou d’explosion de la station-service.

• En général, lors de la transcription de la cartographie d'aléas en zone réglementaire, le principe d'interdictionde constructions nouvelles s'applique.



Aléa fort

Il s’agit de glissements actifs dans des pentes moyennes avec peu d’indices de mouvements, phénomènesd’ampleur importante dépassant le cadre parcellaire.

Préjudice matériel important (détérioration importante de l’habitat avec perte totale ou temporaire, avant travauximportants, de la fonction d’habitat) si l'aléa se réalise. En cas de perturbations anthropiques (déboisement-dessouchage, terrassements, travaux routiers ou d'assainissement), le phénomène peut apparaître (avec le mêmeniveau d’aléa) ou s’amplifier de façon à dépasser largement le cadre de la parcelle en travaux.

Pour information, de manière générale, lors de la transcription de la cartographie d'aléas en zone réglementaire, leprincipe d'interdiction de constructions nouvelles s'applique.

Aléa moyen

Il n’y a pas ou peu de phénomènes avérés, ceux-ci sont ou peuvent être d’ampleur très réduite. Toutefois, en cas deperturbations anthropiques, un phénomène de glissement du même niveau ou de niveau inférieur peut se produire,ou bien un phénomène actif peut se propager au-delà de la zone de travaux.

Pour information, de manière générale, lors de la transcription de la cartographie en zone réglementaire, le principed'autorisation de constructions nouvelles est soumis à prescriptions (études géotechniques, études définissant lesmesures à mettre en œuvre afin de garantir la stabilité, ...)

Aléa faible

Il n’y a pas de phénomène avéré. Une perturbation anthropique peut toutefois entraîner un glissement de faibleampleur, qui restera limité à la zone de travaux.

Pour information, de manière générale, lors de la transcription de la cartographie en zone réglementaire, le principed'autorisation de constructions nouvelles est soumis à prescriptions pour les bâtiments autres que les bâtimentsstandard.

Aléa présumé nul

Il n’y a aucun risque connu de glissement.

3.4.2 - Matrice de l'aléa glissement de terrain

Pour définir les différentes zones d’aléa, un croisement a été fait entre les mouvements de terrain observés, lespentes, les formations affleurantes et les facteurs aggravants. A chacune de ces zones est attribué un niveau d’aléaen fonction des combinaisons opérées dans la matrice suivante :



Lorsque des facteurs aggravants sont distingués, l’expert peut incrémenter ou non le niveau d’aléa suivant la matriceprésentée ci-après :

Ainsi chaque zone fait l’objet d’un classement en aléa selon les critères préalablement définis :

• les mouvements de terrain observés. La caractérisation de l’intensité de l’aléa est principalementbasée sur la typologie des mouvements de terrain. Les glissements plans, circulaires et pelliculaires, ainsique la solifluxion sont normalement plus destructeurs que le phénomène de reptation. Ces types demouvements de terrain impliquent donc un aléa élevé (partie droite de la matrice), sauf lorsque ces dernierssont de petite ampleur (petit glissement circulaire de talus routier par exemple) ;

• les pentes : 6 classes de pentes de 0 à 100 %. La gradation des niveaux d’aléa s’est fait en fonctiondes pentes. Plus la pente est élevée, plus l’aléa augmente. En deçà de 5 % et sans facteur aggravant, iln’est pas décrit de glissements. L’aléa est donc considéré comme nul ;

• la nature des formations affleurantes (fines sur marnes, grossières sur marnes, fines sur calcaire,grossières sur calcaire, calcaire).Le substratum marneux motive un niveau d’aléa plus élevé que le calcaire.C’est lui qui détermine le niveau d’aléa par rapport aux formations superficielles. Par ailleurs, quand lesubstratum est calcaire, on considère les formations superficielles fines comme étant plus sensibles auxglissements ;

• la présence ou l’absence d’un facteur aggravant. Il peut s’agir de l’hydrologie, d’une forte pente localeou d’un mouvement de terrain de petite ampleur. Ces derniers contribuent à incrémenter l’aléa. Le choix del’incrémentation de l’aléa à partir des facteurs aggravants relève de l’appréciation de l’expert.


Méthodologie sans facteur aggravant

Pentes (en %)

0-5 5-10 10-20 20-30 30-50 50-100

Form

atio

ns a

ffleu

rant

es

Fines sur marne

nul

faible moyen moyen fort fort

Grossières sur marne faible moyen moyen moyen fort

Fines sur calcaire faible faible moyen moyen fort

Grossières sur calcaire faible faible faible moyen fort

Calcaire nul nul CDB CDB

Marne = terme qui regroupe les marnes et grès supraliastiques du Toarcien et, les marnes et grès médiolastiques du DomérienFines = formations superficielles de type marnes altérées, alluvions, limons...Grossières = formations superficielles de type éboulis calcaireCDB = risque de chute de blocs si excavation importante ou présence d'une corniche

Méthodologie avec facteur aggravant

Pentes (en %)

0-5 5-10 10-20 20-30 30-50 50-100

Form

atio

ns a

ffleu

rant

es

Fines sur marne

faible

moyen fort fort fort fort

Grossières sur marne moyen fort fort fort fort

Fines sur calcaire moyen moyen fort fort fort

Grossières sur calcaire moyen moyen moyen fort fort

Calcaire faible faible faible (CDB) faible (CDB) faible (CDB)

Glissements et solifluxion observés quelle que soit la

pente

Fort ou moyen dans le cas de petits glissements

CDB en cas d'excavation

Glissements et solifluxion observés quelle que soit la

pente

Très fort, fort ou moyen dans le cas de petits glissements


3.5 - Limites de l'étude

L'intérêt majeur de la méthodologie élaborée conjointement par le Cerema Est et le BRGM est l'obtention de cartesd'aléa homogènes sur l'ensemble de la Côte du Dogger du département de Meurthe et Moselle.Afin de définir l'aléa « glissement de terrain », trois données fondamentales sont croisées: les pentes , le substratumgéologique et les couches de formations superficielles, pour lesquelles une marge d'erreur est associée.

Les limites de l'étude sont fonction du degré d'incertitude concernant différentes données:- la carte des pentes est réalisée à partir du SCAN 25 et présente un pas de 25m. La précision de cette donnée estde 1 m.- les cartes géologiques (substratum et couches de surfaces) établies par le BRGM sont agrandies du 1/50000 au1/5000. Leur digitalisation présente de ce fait une incertitude de 50m, équivalente voire inférieure à l'exactitude de ladonnée (50 à 100m).- les relevés de terrain au 1/5000 présentent, dans les zones naturelles, une marge d'erreur de 10m. De plus, lerepérage dans les zones boisées est impossible. - concernant les mouvements de terrain, aucune donnée n'est disponible quant à leur fréquence d'apparition. Deplus, les caractéristiques géométriques des glissements de terrain, dont la profondeur et la vitesse, sontgénéralement inconnues.

4 - Détermination des niveaux d'aléa et du zonage

4.1 - Caractérisation de l'aléa sur la commune de Richardménil

Les phénomènes pris en compte dans cette étude sont les mouvements de terrain de type glissement et reptation.Elle ne concerne donc pas l’aléa « retrait-gonflement » ni les chutes de blocs, conformément à la méthodologiesuivie.

Les classes d'aléa ont été déterminées selon les classifications présentées au paragraphe 4.3. ("Qualification del'aléa glissement de terrain"). Elles dépendent, pour ce qui concerne l'aléa glissement, de la nature du substratum,de celle des terrains superficiels, de la présence ou non de facteurs aggravants et de la pente du terrain naturel.

La cartographie de l’aléa initial a été réalisée par croisement des différentes données recensées ainsi que par laprise en compte de la pente du terrain naturel en appliquant les seuils fixés au paragraphe 3.2.2 (« Matrice de l'aléaglissement de terrain »). Ce croisement de données a été effectué à l'aide du logiciel Mapinfo et a abouti à unecartographie de l'aléa, dite « initiale », disponible ci-après.



Cartographie de l'aléa initial mouvements de terrai n, commune de Richardménil



On observe les éléments suivants:

– en première analyse, il y a deux secteurs concernés par un aléa fort.

– l'aléa moyen se concentre principalement sur les coteaux marneux de manière parallèle à la Moselle. Il neconcerne qu'une faible partie du secteur urbanisé de la commune de Richardménil.

– l'aléa faible se situe principalement en zone boisée et ne concerne qu'une faible portion de la partieurbanisée.

– l'aléa présumé nul est situé sur la majeure partie du ban communal. Il se situe dans les valléesalluvionnaires et concerne la majeure partie du secteur urbanisé de Richardménil.

Il est à noter que la carte finale de l'aléa mouvement de terrain prendra en compte la limitation des zones d'aléa troppeu étendues. En effet, le croisement des différentes matrices (dont celle concernant les pentes issues d'un modèlenumérique terrestre d'une précision limitée) a pour conséquence la multiplication des zones résultantes. Les zonesadjacentes de même aléa seront regroupées. Une petite zone (généralement inférieures à 1000m²) pourra êtreregroupée avec la zone d'un aléa différent entourant la première pour plus de cohérence de lecture des résultats.

4.2 - Incrémentation du niveau d'aléa

Après de premières investigations, par valorisation de la bibliographie, par photo-interprétation permettant de repérerquelques points singuliers, cette carte a été affinée par des visites complémentaires sur le terrain. Ces visitespermettent de tenir compte de spécificités locales, soit non identifiées du fait d’un maillage trop grossier de la cartedes pentes, soit d’éléments d’appréciation d’expert sur le terrain.

Les indices de mouvement de terrain étant très peu nombreux sur la commune de Richardménil, le niveau d'aléa n'aété incrémenté sur aucun secteur du ban communal.

Le niveau d'aléa a été baissé de faible (ou moyen) à présumé nul au niveau des talus de remblai/déblai desinfrastructures de transport terrestre. Ces secteurs sont fondus dans la zone indicée I.1. En effet, la déterminationd'un niveau d'aléa initial non nul dans ce secteur est la résultante des pentes importantes des talus routiers ainsi quede travaux de terrassements divers.



4.3 - Qualification et localisation des aléas glissement de terrain retenus

4.3.1 - Détermination des zones d'aléas

Les aléas cartographiques sont classés en 4 catégories. A chaque niveau d'aléa correspond un chiffre romain. Lesprincipes de détermination des zones d'aléas sur la carte de synthèse au 1/5000eme jointe est:

− Aléa fort: IV

− Aléa moyen: III

− Aléa faible: II

− Aléa présumé nul: I

L’aléa est caractérisé en fonction de la pente et des conditions géologiques et hydrogéologiques du site. Cetteclassification a été réalisée sans prendre en compte la probabilité d’occurrence.

Dans les tableaux des chapitres ci-après ci-après, on retient comme indice pour chacun des cas géologiquessuivants:

substratum : calcaire (1), marnes (2),

superficiels : calcaire (A), , matériaux fins (B), matériaux grossiers(C),

Le niveau d'aléa correspond aux configurations du tableau suivant:

Par exemple, la configuration comprenant un substratum calcaire (1), une formation superficielle composée dematériaux fins (B) et des pentes comprises entre 20 et 30% sera classée en niveau d'aléa moyen.


Classe d'aléa Indice Substratum et Formation Superfi cielle pente (en %) Facteur aggravant

IV

2B, 2C, 1B, 1C 50-100sans

2B 30-502B 10-100

avec2C 10-1001B 20-1001C 30-100

III

2C, 1B, 1C 30-50sans2B, 2C, 1B 20-30

2B, 2C 10-201C 20-30

avec1B, 1C 10-202B, 2C, 1B, 1C 5-10

II

1C 20-30sans1B, 1C 10-20

2B, 2C, 1B, 1C 5-101A 0-100

avec2B, 2C, 1B, 1C 0-5

I 1A 0-100

sans2B, 2C, 1B, 1C 0-5


4.3.2 - Aléa fort

➢ Définition générale

L'aléa fort correspond à des secteurs de glissements actifs dans des pentes moyennes avec des indices demouvements, phénomènes d’ampleur importante dépassant le cadre parcellaire.

Cela correspond à un désordre qui pourrait induire un préjudice matériel important (détérioration importante del’habitat avec perte totale ou temporaire, avant travaux importants, de la fonction d’habitat). En cas d'actionsanthropiques sur les terrains (creusement de déblai, mise en œuvre d'un remblai, modification de la circulation d'eaunaturelle, le phénomène peut apparaître (avec le même niveau d’aléa) ou s’amplifier de façon à dépasser largementle cadre de la parcelle en travaux.

Sont classées en aléa fort:

- les zones de glissement profond avéré.

- les zones dont les caractéristiques géologiques sont les suivantes:

➢ Localisation sur la commune de Richardménil:

Deux zones sont classées en aléa fort.

Les zone IV.1 et IV.2 correspondent à un substratum marneux avec des pentes supérieures à 30%.

La surface totale concernée par l'aléa fort est de 0,25 ha, soit 0,04% de la surface de la commune de Richardménil.



IV

2B, 2C, 1B, 1C 50-100sans

2B 30-502B 10-100

avec2C 10-1001B 20-1001C 30-100


4.3.3 - Aléa moyen


Il n’y a pas ou peu de phénomènes avérés, ceux-ci sont ou peuvent être d’ampleur très réduite. Toutefois, en cas deperturbations anthropiques, un phénomène de glissement du même niveau ou de niveau inférieur peut se produireou bien un phénomène actif peut se propager au-delà de la zone de travaux.

Sont classées en aléa moyen

- les zones de glissement superficiel avéré.

- les zones sans glissement profond ni superficiel avéré mais dont les caractéristiques géologiques sont lessuivantes:

➢ Localisation sur la commune de Richardménil:

Onze zones sont classées en aléa moyen :

- Pentes de 20 à 30 % sur un substratum calcaire sans indice d'instabilité et identification de facteurs aggravants(zone indicée III.2)

- Pentes de 10 à 30 % sur un substratum marneux sans indice d'instabilité et identification de facteurs aggravants(zones indicées III.1 à III.11)

La surface totale concernée par l'aléa moyen est de 58 ha, soit 8,13% de la surface de la commune deRichardménil.



III

2C, 1B, 1C 30-50sans2B, 2C, 1B 20-30

2B, 2C 10-201C 20-30

avec1B, 1C 10-202B, 2C, 1B, 1C 5-10


4.3.4 - Aléa faible


Il n’y a pas de phénomène avéré. Une perturbation anthropique peut toutefois entraîner un glissement de faibleampleur qui restera limité à la zone de travaux.

Sont classés en zone d'aléa faible les secteurs présentant les caractéristiques géologiques suivantes:

➢ Cartographie sur la commune de Richardménil:

Douze zones sont classées en aléa faible :

-Pentes de 5 à 10 % sur un substratum marneux, sans indices d'instabilité et identification de facteurs aggravants(zones indicées II.1 à II.12)

-Pentes de 5 à 30 % sur un substratum calcaire, sans indices d'instabilité et identification de facteurs aggravants(zones indicées II.1, II.2, II.4, II.6 et II.8)

La surface totale concernée par l'aléa faible est de 211 ha, soit 29,70% de la surface de la commune deRichardménil.

4.3.5 - Aléa présumé nul


Il n’y a aucun risque connu de glissement.

Sont classés en zone d'aléas présumé nul les secteurs présentant les caractéristiques suivantes:

➢ Cartographie sur la commune de Richardménil:

Dix-sept zones sont classées en aléa présumé nul:

-Pentes inférieures à 5% sur un substratum marneux (Zones indicées I.1 à I.17).

-Pentes de 0 à 5 % sur un substratum calcaire (zones indicées I.1 et I.11).

La surface totale concernée par l'aléa présumé nul est de 442 ha, soit 62,14% de la surface de la commune deRichardménil.


Classe d'aléa Indice Substratum et Formation Superficielle pente (en %)

I 1A 0-100

2B, 2C, 1B, 1C 0-5


II

1C 20-30sans1B, 1C 10-20

2B, 2C, 1B, 1C 5-101A 0-100

avec2B, 2C, 1B, 1C 0-5


5 - Conclusions

L’étude technique de l’aléa mouvement de terrain réalisée sur la commune de Richardménil a montré un contextegéologique et géomorphologique classique des coteaux de Moselle et des vallées adjacentes.

Cette étude ne prend en compte que les aléas mouvement de terrain au sens glissement, et ne concerne pas lesphénomènes de retrait-gonflement, de chute de blocs/éboulement de falaises ou fontis. Ce type de désordre affecte,pour mémoire, le lotissement du Bois Impérial.

La traduction en terme d’aléa a été faite à partir d’une grille de définition de l’aléa prenant en compte les conditionsgéologiques, hydrogéologiques et de pente du site. Cette première définition a été confirmée sur le terrain et desadaptations locales ont été effectuées en fonction d’événements historiques ou d’éléments constatés lors de lareconnaissance sur site.

La cartographie consécutive à l’étude montre que la partie urbanisée de la commune de Richardménil estprincipalement concernée par :

- un aléa moyen sur la partie située au niveau des coteaux marneux comprenant notamment le cœur historique duvillage.

- un aléa faible sur une partie mineure des quartiers résidentiels du « Haut du Lac » et du « Bois Impérial »

- un aléa présumé nul sur l'intégralité du secteur situé dans la vallée de la Moselle ainsi que sur la majeure partie deshabitations reposant sur le plateau du Vermois.

Dans le cas où des constructions neuves sont envisagées, des mesures techniques génériques ou la réalisationd'études géotechniques sont à mettre en œuvre selon la classe d'aléa définie.



Liste des annexes

➢ ANNEXE 1 : Carte des indices de terrain

➢ ANNEXE 2 : Carte des pentes

➢ ANNEXE 3 : Carte de synthèse géologique

➢ ANNEXE 4 : Carte des aléas sur fond SCAN25 IGN

➢ ANNEXE 5 : Carte des aléas sur fond de BD Ortho sou ligné par la BD parcellaire.


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Cartographie de l'aléa mouvement de terrain Rapport d 'étude · Nancy en 1989. Ce PER a servi de...

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