Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul (54 - Meurthe-et-Moselle) Rapport final

BRGM/RP-67432-FR Juillet 2018

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul (54 - Meurthe-et-Moselle) Rapport final

BRGM/RP-67432-FR Juillet 2018

Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM 2018-AP16LOR020

J. LE GOFF

Vérificateur : Approbateur :

Nom : Yannick Thiery Nom : Dominique Midot

Fonction : Chercheur Fonction : Directeur régional Grand Est Date : 21/02/18

Date : 06/08/2018

Signature : Signature :

Le système de management de la qualité et de l’environnement est certifié par AFNOR selon les normes ISO 9001 et ISO 14001. Contact : [email protected]

Mots-clés : glissement de terrain, aléa, cartographie, Toul, Meurthe-et-Moselle, Grand Est

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Le Goff J. (2018) – Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul (54 – Meurthe- et-Moselle). Rapport final. BRGM/RP-67432-FR, 105 p., 21 ill., 4 tabl., 13 ann.

© BRGM, 2018, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Synthèse

La Direction Départementale des Territoires (DDT) de la Meurthe-et-Moselle a confié au BRGM de Nancy l’étude de l’aléa mouvements de terrain sur le ban communal de Toul. Cette étude et sa cartographie correspondent à un programme visant à fournir à la DDT les éléments techniques nécessaires à la réalisation d’un plan de prévention des Risques Naturels.

Les mouvements de terrains pris en compte dans cette étude comprennent les phénomènes de glissements rotationnels, glissements translationnels, glissements pelliculaires, fluage, reptation et solifluxion. Ne sont pas pris en compte les phénomènes de retrait - gonflement des sols argileux, les affaissements, les effondrements ou les fontis liés à la présence de cavités naturelles ou anthropiques, les coulées de boue et les mouvements rocheux (chutes de blocs et éboulements).

L'élaboration de la carte d'aléa « mouvements de terrain » sur la commune de Toul repose sur la prise en compte d'évènements historiques et de levés de terrain, mais également de données générales géologiques, hydrogéologiques et topographiques.

Les observations de terrain ont mis en évidence la présence d'indices de mouvements et de résurgences d’eau sur les versants dues à l’hétérogénéité des formations géologiques superficielles.

L'analyse des données disponibles a permis d'élaborer une série de critères permettant de qualifier l’aléa et d’en dresser la cartographie. Ces critères reposent principalement sur les valeurs de pentes de versant, les données géologiques (formations superficielles/substratum), sur l’existence de mouvements avérés (anciens ou actuels) et de facteurs aggravants tels que les venues d'eau.

La carte d'aléa montre que la zone d’étude présente des niveaux d’aléa significatifs essentiellement sur les versants à pente moyenne et forte. Sur le secteur d’étude (29,97 km²), les différents niveaux d’aléa se répartissent ainsi :

- aléa fort : correspond à environ 0,6 % du territoire communal (environ 0,3 km²) ; - aléa moyen : correspond à environ 13,1 % du territoire communal (environ 4,0 km²) ; - aléa faible : correspond à environ 16,2 % du territoire communal (environ 4,5 km²) ; - aléa présumé nul : correspond à environ 70,1 % du territoire communal (environ 21,1 km²).

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 3

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Sommaire

1. Introduction ...... 9

2. Contexte de la zone d’étude ...... 11

2.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET MORPHOLOGIQUE ...... 11

2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE ...... 13 2.2.1. Généralités ...... 13 2.2.2. Description des principales séries géologiques du substratum ...... 14 2.2.3. Description des formations superficielles ...... 15

2.3. CONTEXTE HYDROLOGIQUE ...... 16 2.3.1. Contexte général ...... 16 2.3.2. Inventaires des éléments cartographiés ...... 18

2.4. LES PHENOMENES HISTORIQUES ...... 19 2.4.1. Les mouvements de terrain ...... 19 2.4.2. Les séismes ...... 23

3. Méthodologie et cartographie de l’aléa ...... 25

3.1. GENERALITES ...... 25 3.1.1. Méthodologie nationale des guides PPR ...... 25 3.1.2. Méthodologie appliquée au contexte lorrain ...... 26

3.2. CARTES INTERMEDIAIRES ...... 27 3.2.1. Cartographie des pentes ...... 28 3.2.2. Cartographie de la susceptibilité lithologique ...... 30 3.2.3. Cartographie de l’aléa initial ...... 34 3.2.4. Cartographie des indices de déformation et facteurs aggravants ...... 35

3.3. CARTOGRAPHIE DE L’ALEA FINAL ...... 41 3.3.1. Traitement géomatiques ...... 41 3.3.2. Zones de différences par rapport à l’aléa initial ...... 43 3.3.3. Détail de la caractérisation de l’aléa par zone ...... 45 3.3.4. Limites de l’interprétation ...... 45

4. Conclusions ...... 47

5. Bibliographie ...... 49

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 5 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Liste des figures

Illustration 1 – Représentation morphologique de la région de la Woëvre (source : site internet LOTERR - consultation 22/08/2017) ...... 11 Illustration 2 – Carte de la commune de Toul sur fond IGN Scan 25® ...... 12 Illustration 3 – Extrait du log stratigraphique de la Lorraine (Cartannaz et al., 2009)...... 13 Illustration 4 – Affleurement d’une formation de calcaires à polypiers massifs constituant le mur de l’Oxfordien moyen...... 14 Illustration 5 – Log hydrogéologique (SIGES Rhin-Meuse) ...... 17 Illustration 6 – Talweg prononcé avec traces d'érosion ...... 19 Illustration 7 – Zone humide permanente, marécages jouxtant un cours d'eau permanent ...... 19 Illustration 8 – Zones humides temporaires avérées sur un versant cultivé, alignées selon l’axe d’un talweg ...... 19 Illustration 9 – Zone humide temporaire supposée avec la présence de molinies ...... 19 Illustration 10 – Localisation des phénomènes historiques par les numéros en rouge repris dans les paragraphes suivants et Tableau 1 ...... 20 Illustration 11 – Fractures sur la route au dessus de la crête du talus (photo transmise par la mairie datée du 25/09/2015) ...... 22 Illustration 12 – Fractures sur la route au dessus de la crête du talus (photo transmise par la mairie datée du 25/09/2015) ...... 22 Illustration 13 – Organigramme présentant la méthodologie utilisée pour la cartographie de l’aléa ...... 26 Illustration 14 – Cartographie des pentes (%) régroupées par classes ...... 29 Illustration 15 – Exemple d'identification de formations superficelles dans un talweg ...... 30 Illustration 16 – Carte de susceptibilité lithologique pour la commune ...... 33 Illustration 17 – Carte d'aléa initial ...... 34 Illustration 18 – Cartes des indices de déformations ...... 36 Illustration 19 – Cartographie des facteurs aggravants ...... 40 Illustration 20 – Cartographie de l'aléa final pour la commune de Toul ...... 42 Illustration 21 – Carte d’ajustement de l’aléa sur la commune de Toul ...... 44

Liste des tableaux

Tableau 1 : Identification du contexte des phénomènes historiques sur la commune de Toul ou à proximité (moins de 100 m de la limite communale)...... 23 Tableau 2 : Exemple d’échelle conventionnelle d’intensité (guide PPR mvt) ...... 26 Tableau 3 : Matrice litho-pente de l’aléa aux mouvements de terrain telle que définie dans le contexte Lorrain (Cartannaz et al., 2015) ...... 27 Tableau 4 : Classement des formations en fonctions de leurs suceptibilité lithologiques d’après la matrice lorraine...... 32

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Liste des annexes Annexe 1 : Terminologie ...... 51 Annexe 2 : Les mouvements de terrain-Généralités ...... 57 Annexe 3 : Cartographie géologique ...... 61 Annexe 4 : Cartographie des indices hydrogéologiques ...... 65 Annexe 5 : Carte des pente (%) regroupées par classes sur la commune de Toul ...... 69 Annexe 6 : Liste des forages de la BSS ...... 73 Annexe 7 : Carte de la susceptibilité lithologique de la commune de Toul ...... 79 Annexe 8 : Carte de l’aléa initial sur la commune de Toul ...... 83 Annexe 9 : Cartographie et inventaire des indices de mouvement de terrain ...... 87 Annexe 10 : Carte des facteurs aggravants sur la commune de Toul ...... 93 Annexe 11 : Cartographie de l’aléa final sur la commune de Toul ...... 97 Annexe 12 : Carte d’ajustement de l’aléa sur la commune de Toul...... 101 Annexe 13 : Cartographie A0 - hors texte ...... 105

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Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

1. Introduction

À la demande de la DDT de la Meurthe-et-Moselle, le BRGM a été sollicité afin de mener une étude des aléas mouvement de terrain sur les communes de Toul et d’Ecrouves (carte d’aléa au 1/5 000ème). Ce rapport présente un état actualisé des connaissances sur la commune de Toul intégrant une compilation des archives disponibles, les résultats des recherches sur le terrain et des enquêtes réalisées auprès des services de la mairie.

La réalisation de cette étude s’est structurée en deux parties : une recherche informative et une phase d’évaluation de l’aléa.

Les mouvements de terrains pris en compte dans cette étude comprennent les mouvements avec et sans rupture de pente (la typologie des mouvements de terrain est détaillée en Annexe 2) :

 les glissements avec plan de rupture ; les glissements translationnels, les glissements rotationnels simples ou complexes (Philipponnat G. et al., 2008) ;  les mouvements sans plan de rupture ; le fluage, la solifluxion, les mouvements pelliculaires et la reptation.

Ainsi, ne sont pas pris en compte les phénomènes de retrait - gonflement sur des sols argileux, les affaissements, les effondrements ou les fontis liés à la présence de cavités naturelles ou anthropiques, les coulées de boue et les mouvements rocheux (chutes de blocs et éboulements).

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Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

2. Contexte de la zone d’étude

2.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET MORPHOLOGIQUE

La commune de Toul se situe dans la région de la Woëvre, au centre-ouest de la Meurthe-et- Moselle (54). Elle correspond à la partie est du bassin Parisien, entre les côtes de Meuse à l’ouest et les côtes de Moselle à l’est (Illustration 1). L’altitude moyenne des plateaux entourant la ville est de 230 m, la plaine alluviale se situe à 190 m d’altitude. La côte Barine et le mont-Saint- Michel, buttes témoins de la côte de Meuse, dominent la plaine de la Woëvre avec des altitudes respectives de 370 m et 400 m.

La superficie de la commune s’étend sur environ 30,6 km² et la surface urbanisée représente environ 20 % de cette superficie (Illustration 2).

Près de 25 % des pentes du territoire communal ont une déclivité d’au moins 5 %, soit une surface de 8 km².

Illustration 1 – Représentation morphologique de la région de la Woëvre (source : site internet LOTERR - consultation 22/08/2017)

La commune est desservie par un axe autoroutier important amenant vers la métropole nancéenne. Depuis les années 70 et la construction de l’autoroute, les plaines à proximité de Toul connaissent une pression foncière plus importante avec un étalement urbain en dehors du centre historique de la ville (Illustration 2).

La région présente un passé militaire important et de nombreux forts sont présents sur les reliefs de la côte Barine et du Mont-Saint-Michel.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 11 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 2 – Carte de la commune de Toul sur fond IGN Scan 25®

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2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE

2.2.1. Généralités

Les terrains rencontrés sur le ban communal appartiennent aux séries du Jurassique, de l’Oxfordien au Bajocien (Illustration 3).

Illustration 3 – Extrait du log stratigraphique de la Lorraine (Cartannaz et al., 2009).

Le secteur d’étude comprend une faille supposée qui constitue le prolongement d’une faille existante orientée N345°. Le pendage des couches est de 0,6 % environ (soit 0.3°) en direction du centre du bassin parisien (Maiaux C., 1978).

La cartographie géologique de la commune est présentée en Annexe 3.

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2.2.2. Description des principales séries géologiques du substratum a) Les calcaires coralligènes de l’Oxfordien

Sur le territoire de la commune, deux ensembles ont été distingués dans l’Oxfordien, il s’agit de l’Oxfordien moyen et l’Oxfordien inférieur.

L’Oxfordien moyen est présent uniquement sur les buttes témoins de la côte de Meuse (Mont- Saint-Michel et côte Barine). Les formations sont composées des calcaires gris à beige très indurés comprenant également des Polypiers (Illustration 4). Ces formations se situent sur le sommet des deux buttes témoins. Leurs puissances est comprises entre 16 et 18 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985).

Illustration 4 – Affleurement d’une formation de calcaires à polypiers massifs constituant le mur de l’Oxfordien moyen

L’Oxfordien inférieur est constitué des terrains à chailles, alternances de bancs calcaires gris- bleu avec des marnes sablo-micacées très riches en fossiles. Ces terrains se situent dans la partie supérieure des versants des plateaux. Cette formation comprend une épaisseur allant de 15 à 30 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985). b) Les argiles calloviennes de la Woëvre

Le passage à l’étage inférieur se fait par un enrichissement en bancs calcaires souvent gréseux. Les argiles du Callovien sont constituées d’un ensemble puissant de marnes grises ou bleues pyriteuses d’une épaisseur allant jusqu’à 160 mètres (Flageollet J-C. et al., 1985). Les argiles de la Woëvre se trouvent dans le bas des versants des buttes témoins jusqu’à la plaine alluviale de la Moselle. Elles recouvrent la majorité du territoire communal. c) Les marnes calcaires du Bathonien

Deux ensembles peuvent être distingués, d’une part, le Bathonien inférieur et d’autre part, le Bathonien inférieur à supérieur.

14 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Le Bathonien inférieur à supérieur est composé à son toit de marnes à rynchonnelles, dans les cinq derniers mètres de la formation, se trouve une alternance de calcaires beige et de niveaux argileux. Ces formations se retrouvent dans une petite cuvette au nord de la commune ainsi que sur les parties les plus pentues des vallons au sud ainsi qu’au nord-est. La puissance de la formation est d’environ une vingtaine de mètres (Flageollet J-C. et al., 1985).

Les marnes couvrent un niveau de caillasse à rynchonnelles d’une faible puissance (cinq mètres) se caractérisant par une alternance de petits bancs de calcaires argileux séparés par des argiles calcaires. Sur le territoire de la commune celle-ci est présente sur les versants sud du Bois de Tillot ainsi que sur la berge d’orientation est de la Moselle (Flageollet J-C. et al., 1985).

En dessous de cet ensemble se trouve des calcaires essentiellement argileux d’une puissance d’environ dix mètres. La deuxième partie du Bathonien, plutôt argileuse, se tient essentiellement en bas de versants dans le Bois de Tillot.

Le Bathonien inférieur est essentiellement composé de caillasse à Anabacia autrement dit des calcaires argileux détritiques à pseudo-oolithes d’une puissance de quatre mètres. Il est situé en bas de versant nord du Bois de Tillot (Flageollet J-C. et al., 1985). d) Les calcaires oolithiques du Bajocien

Pratiquement à la limite communale, au niveau de la chapelle de Gare-le-Cou se trouve une formation du Bajocien supérieur. Elle est caractérisée par des calcaires oolithiques fins de type polypiers de Husson. Cette dénomination décrit un calcaire oolithique franc très riche en carbonate de calcium (Flageollet J-C. et al., 1985).

2.2.3. Description des formations superficielles a) Les alluvions anciennes et récentes

Les alluvions anciennes sont constituées d’une épaisse couche de limons sableux reposant sur une grave composée de galets de quartz. L’épaisseur de ces formations peut atteindre dix mètres (Flageollet J-C. et al., 1985).

Les alluvions récentes sont composées d’une couche de matériaux fins limono-sableux reposant sur des matériaux plus grossiers comme des galets et des graviers. Ces dépôts de fond de vallée sont sujets à l’érosion en bordure des cours d’eau (phénomène de sape de berge). b) Les colluvions

Les colluvions sont une formation superficielle allochtone de granulométrie fine. Ils résultent de l’accumulation de particules fines (limons et argiles) issues du ruissellement sur le versant lors des fortes pluies (issu de Bichet V et Campy M., 2008). Ils sont constitués d’une matrice argilo- limoneuse qui emballe des blocs et des cailloux de taille infra décimétrique.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 15 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

c) Les éboulis de pente

Les éboulis de pente couvrent l’ensemble des zones supérieures du Mont-Saint-Michel, de la côte Barine et à proximité des pentes fortes des versants. Cette formation est composée d’éléments de roches calcaires, plus ou moins jointifs entre eux et emballés dans une matrice limono-argileuse. Ces éléments présentent une lithologie liée à la nature des roches dont ils proviennent. d) Les limons des plateaux

Les plateaux sont susceptibles d’être recouverts d’un manteau discontinu limono-argileux constituant des dépôts sédimentaires meubles continentaux, constitués d’un mélange d’apports éoliens et d’altérites locales. Les limons ne reposent pas directement sur le substrat mais sur de la terra fusca, argiles de décalcification rougeâtres des calcaires ou sur des alluvions anciennes de la Moselle (Flageollet J-C et al., 1985).

On les retrouve au nord-est, au sud-ouest ainsi qu’au nord de la commune. e) Les remblais

Les grands secteurs de remblais de la commune de Toul sont indiqués sur la carte géologique. Ils comprennent :

 le centre-ville de Toul repose sur une épaisseur de remblais pouvant atteindre 5 mètres (Flageollet J-C et al., 1985) ;  au nord de la commune, dans une ancienne décharge.

2.3. CONTEXTE HYDROLOGIQUE

2.3.1. Contexte général

Le secteur communal est situé dans la vallée de la Moselle. Plusieurs canaux ont été construits sur la commune reliant la Moselle à la Meuse.

Les terrains comprennent plusieurs niveaux aquifères (Illustration 5) :

 l’Oxfordien moyen et inférieur abrite une nappe d’aquifère qui est due à la présence d’un écran imperméable à la base de l’Oxfordien moyen qui détermine un liseré de sources bien définies (Marotel C., 1975). Les circulations d’eau s’y font par des fissures et fractures dans les calcaires. La limite entre les argiles et les marnes permet de faire surgir des sources de débordements ;  les argiles de la Woëvre lorsqu’elles sont un peu plus marneuses sont le siège de suintements temporaires peu importants (Maiaux C., 1978) ;  plus en profondeur, sous les argiles se trouvent les calcaires du Bathonien et du Bajocien qui abritent des nappes d’aquifères. Des circulations karstiques sont possibles dans ces formations (Barattel J-M., 1974).

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Illustration 5 – Log hydrogéologique (SIGES Rhin-Meuse)

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 17 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

2.3.2. Inventaires des éléments cartographiés

Un certain nombre d’indices hydrogéologiques ont été identifiés sur le territoire communal (inventaire non exhaustif). Ces indices sont issus d’une recherche bibliographique et d’investigations sur le terrain. La cartographie des éléments identifiés s’est basée sur :

 l’analyse de la carte topographique au 1 /25 000ème de l’IGN ;  la base de données du sous-sol gérée par le BRGM ;  des ortho-photographies de l’IGN datant de 2009 ;  la base de données Carthage gérée par l’IGN ;  des investigations de terrain (levés GPS) : du 15 mars 2017 au 4 mai 2017 ;  les travaux d’Allemmoz M. en 1993 ont apporté des précisions sur la localisation des sources non visibles sur la carte de l’IGN.

La faible pluviométrie avant et pendant les reconnaissances de terrain a compliqué et limité l’identification des indices hydrogéologiques, notamment des suintements, émergences et zones humides temporaires, qui étaient peu saturés. L’ensemble de ses recherches a permis de cartographier les éléments suivants :  les sources (captées ou non) ;  les cours d’eau permanents et temporaires (les canaux ont été considérés comme des cours d’eau permanents) ;  les plans d’eau ;  les talwegs qui constituent des dépressions topographiques qui peuvent concentrer les eaux de ruissellement (seuls les talweg naturels ont été cartographiés) (Illustration 6) ;  les zones humides : en fonction des indices de terrain, trois types de zones humides ont été définies : o les zones humides permanentes (Illustration 7) : portion de territoire caractérisé par la présence d’eau en quantité plus ou moins importante selon la saison. Ces secteurs regroupent notamment les zones marécageuses à proximité des cours d’eau permanents et des sources pérennes ; o les zones humides temporaires avérées (Illustration 8) : portion de territoire caractérisé par une présence saisonnière d’eau en surface plus ou moins importante. L’illustration présentée montre un versant agricole ou la végétation est moins présente du fait de l’accumulation d’eau dans les couches superficielles du sol lors de précipitations importantes ; o les zones humides temporaires supposées (Illustration 9) : portions de territoires présentant les caractéristiques d’une zone humide mais dont la présence d’eau est suspectée et non observée (présence notamment de végétations hydrophiles). Elles se situent généralement dans des petites cuvettes ou dépressions mais également proche des sources.

18 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 6 – Talweg prononcé avec traces Illustration 7 – Zone humide permanente, d'érosion marécages jouxtant un cours d'eau permanent

Illustration 8 – Zones humides temporaires Illustration 9 – Zone humide temporaire supposée avérées sur un versant cultivé, alignées selon avec la présence de molinies l’axe d’un talweg

La cartographie de ces élements est présentée en Annexe 4.

2.4. LES PHENOMENES HISTORIQUES

2.4.1. Les mouvements de terrain

Les phénomènes historiques ont été identifiés à partir de trois sources de données différentes (Illustration 10) :

 la base de données mouvements de terrain du portail Géorisques ;  la notice géologique du BRGM ;  les archives communales.

Les autres documents consultés n’ont pas permis de relever de phénomènes historiques

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 19 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 10 – Localisation des phénomènes historiques par les numéros en rouge repris dans les paragraphes suivants et Tableau 1

Base de données mouvements de terrain du portail Géorisques

La consultation du portail Géorisques n’a pas montré de phénomènes de mouvement de terrain de type glissement de terrain sur la commune de Toul. Dans un contexte similaire, sur la côte Barine dans la commune de Pagney-derrière-Barine, un glissement de terrain ancien est inscrit dans la base de données Géorisque1. La date d’apparition du phénomène est inconnue (Illustration 10, phénomène n°1).

1 La crête de la cote Barine constitue la limite communale entre Toul et Pagney-derrière-Barine. Le glissement se situe à moins de 100 m de la limite communale.

20 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Notice géologique

La notice géologique de la carte au 1/50 000ème indique deux glissements de terrain :

 un glissement de terrain en 1594 sur les versants de la côte Saint-Michel (phénomène 4, non carté) ;  un glissement d’une partie du fort du Tillot2 au cours de l’hiver 1909-1910 (Illustration 10, phénomène n°2).

La notice géologique fait également mention de phénomène d’érosion et de coulées de boues importantes en septembre 1812, du 24 mai 1830, du 11 juin 1885 et en août 1955.

Archives communales

Les archives de la commune de Toul, transmises par les services de la mairie, traitent d’un glissement de talus survenu sur un talus de l’avenue du cardinal Tisserand au nord de Toul (Illustration 18, phénomène n°3).

La mairie de Toul a contacté la société FONDASOL en septembre 2014 suite à l’apparition d’un glissement de terrain sur la commune (avenue du Cardinal Tisserand). Le dossier se compose de plusieurs photographies et de deux rapports de FONDASOL :

 le premier rapport daté de novembre 2014 présente la recherche documentaire sur le site et les résultats des investigations in situ ;  le deuxième rapport daté de février 2015 est axé sur le dimensionnement du renforcement.

Le talus concerné fait environ 7 m de hauteur pour une pente moyenne de 36,4 %. Des fractures affectent la chaussée en amont sur un linéaire de 25 m environ (Illustration 12 et Illustration 11).

Sur le secteur, FONDASOL a réalisé 1 sondage pressiométrique (SP1) à 10,5 m de profondeur, a posé 1 inclinomètre (posé en SP1) et mesuré 8 teneurs en eau (échantillons entre 1,2 et 8 m de profondeur).

Les désordres et les mesures réalisées permettent de montrer la présence d’un glissement « translationnel ou rotationnel, voire rotationnel complexe » (Fougeron, 2014).

2 Le fort du Tillot se situe sur la commune voisine de Gye, à moins de 100 m de la limite communale de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 21 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

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Illustration 11 – Fractures sur la route au Illustration 12 – Fractures sur la route au dessus de la crête du talus (photo transmise dessus de la crête du talus (photo transmise par la mairie datée du 25/09/2015) par la mairie datée du 25/09/2015)

Synthèse et cartographie

Les glissements de terrain historiques de la commune sont peu nombreux. Les glissements se sont produits au niveau des buttes témoins (côte barine et côte Saint-Michel) ou au niveau du coteau du Bois du Tillot pour des pentes de plus de 10 % (Tableau 1). Les formations géologiques concernées sont :

 les marno-calcaires de l’oxfordien qui forment les reliefs des buttes témoins dont les problèmes majeurs sont liés à l’épaisseur de la frange d’altération, de plasticité en général élevée et aux caractéristiques souvent médiocres des placages limoneux (Flageollet J-C. et al., 1985) ;

 les argiles de la Woëvre, connue pour leur qualité géotechnique médiocre. L’épaisseur d’altération peut atteindre une dizaine de mètres et sont souvent recouvertes d’éboulis et de colluvions de pentes de composition hétérogène, d’épaisseur inégale et de nature variable du sommet à la base des versants. Des circulations d’eau se produisent au contact éboulis-argile et contribuent à l’imbibition des terrains ;

 les alluvions anciennes, essentiellement sablo-graveleuses sous une couverture argileuse et limoneuse présente des éléments hétérogènes et hétérométriques qui leur confère une qualité géotechnique médiocre et de nombreuses circulation d’eau.

22 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Identifiant Localisation Date Pente Géologie concernée Alternances marno-calcaires, 1 Côte Barine Inconnue 30 à 37 % calcaires à chailles (Oxfordien inf. à moyen) Alluvions anciennes des moyennes terrasses sur argiles de la Woëvre : 2 Fort du Tillot 1909-1910 10 à 20 % argiles et marnes à rares bancs calcaires (Callovo-Oxfordien) Côte Saint-Michel Argiles de la Woëvre : argiles et 3 Avenue du cardinal Septembre 2014 36,4 % marnes à rares bancs calcaires Tisserand (Callovo-Oxfordien) Argiles de la Woëvre : argiles et 4 Côte Saint-Michel 1594 - marnes à rares bancs calcaires (Callovo-Oxfordien) Tableau 1 : Identification du contexte des phénomènes historiques sur la commune de Toul ou à proximité (moins de 100 m de la limite communale)

2.4.2. Les séismes

L’aléa sismique est de niveau très faible sur la commune de Toul (http://www.georisques.gouv.fr/).

Des études réalisées par le BRGM dans les années 80, ont permis d’identifier quelques épicentres microsismique dans la région sans qu’aucun épicentre macrosismique ne soit connu (Flageollet J.-C et al., 1985). Les intensités ressenties seraient dues exclusivement à des séismes plus ou moins éloignés.

Parmi les évènements sismiques les plus remarquables qui se sont produits à proximité, on peut citer le séisme de Remiremont en 1682. Ce séisme, ressenti par la population à Toul, n’a à priori pas provoqué de dégradations : « un terrible tremblement de terre… il n’y eut […], aucun dommage en cette ville… » (Vogt J., 1979, issu de Gérard, 1975, Livre des Enquêteurs de Toul). Ce séisme, qualifié d’évènement majeur, est d’une intensité VIII sur l’échelle MSK de XII degrés.

Concernant les séismes récents, on peut noter le séisme du 4 mai 2012 survenu à 45 km de Toul (à proximité de Neufchâteau) de magnitude 1,9 MLv (site internet du Renass).

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 23

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3. Méthodologie et cartographie de l’aléa

Les sources d’informations sollicitées sont :

 la Base de données du Sous-Sol gérée par le BRGM (B.S.S.) : la commune de Toul comprend 71 forages ;  la base de données de mouvements de terrain du portail Géorisques ;  les archives du BRGM (Arnoux et al ., 2006) ;  les archives communales disponibles dans les locaux du BRGM à Nancy ;  la carte géologique de Toul au 1/50 000ème et la notice associée (Flageollet J-C. et al., 1985) ;  les archives de la mairie de Toul ;  les investigations de terrain permettant de localiser ou de préciser un certain nombre d’éléments.

3.1. GENERALITES

Les travaux ont été menés selon les phases d’analyses inspirées du Guide Méthodologique pour l’élaboration des Plan de Prévention des Risques mouvements de terrain (PPRmt) (Besson L et al., 1999) et de la méthodologie adaptée par le BRGM au contexte de la côte du Dogger (Cartannaz C., 2015).

3.1.1. Méthodologie nationale des guides PPR

L’aléa correspond à la manifestation d’un phénomène naturel ou anthropique d’occurrence et d’intensité donnée (Besson L et al., 1999). L’aléa devrait ainsi être cartographié en croisant l’intensité des phénomènes avec leur probabilité d’occurrence. Le Guide PPR précise que dans le cadre des mouvements de terrain, la probabilité d’occurrence parait souvent difficile à estimer. Il accepte dans ce cadre une approche qui s’appuie sur « l’évaluation de la prédisposition du site au type de phénomène concerné » (Besson L et al., 1999).

La caractérisation de l’aléa repose donc sur (guide PPR mvt Antoine et al., 2000) :

 la notion de prédisposition du site à produire un évènement donné dans un délai retenu3. Cette démarche consiste à reconnaitre les antécédents, les indices précurseurs observables et les symptômes d’évolution et d’identifier les paramètres favorables au déclenchement des processus d’instabilité ;  la notion d’intensité. La caractérisation de l’intensité peut être évaluée en termes de potentiel de dommages ou en fonction de l’importance et de l’ordre de grandeur du cout des mesures qu’il pourrait être nécessaire de mettre en œuvre pour s’en prémunir (Tableau 2) ;

3 Le délai conventionnel retenu est le siècle ou d’avantage en cas de forts enjeux (Guide PPR mvt)

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 25 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Niveau d’intensité Niveau d’importance des parades Supportables financièrement par un Faible propriétaire individuel Supportables financièrement par un groupe Moyenne restreint de propriétaires (immeuble collectif, petit lotissement) Intéressant une aire géographique débordant Forte le cadre parcellaire et/ou d’un cout très important et/ou techniquement difficile Majeure Pas de parades techniques Tableau 2 : Exemple d’échelle conventionnelle d’intensité (guide PPR mvt)

3.1.2. Méthodologie appliquée au contexte lorrain

Dans le cadre de la méthodologie élaborée par le BRGM dans le contexte de la côte du Dogger (Cartannaz C., 2015), la définition des zones d’aléa a été réalisée à partir d’un croisement entre plusieurs documents cartographiques élaborés pour aboutir à l’aléa final (Illustration 13) :

 les pentes (les classes de pentes ont été calculées à partir d’un MNT de l’IGN au pas de 25 m) ;  les formations lithologiques, superficielles et du substratum (issues des cartes géologiques au 1/50000ème et de l’expertise de terrain) ;  les facteurs aggravants et indices de déformations actives (issus des documents étudiés et de l’expertise de terrain).

Illustration 13 – Organigramme présentant la méthodologie utilisée pour la cartographie de l’aléa

26 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Chacun de ces paramètres a fait l’objet d’une expertise à partir des données disponibles et des relevés de terrain (délimitation des limites lithologiques, des ruptures de pentes, pertinence des facteurs aggravants…). La carte d’aléa initial est issue du croisement entre les données topographiques (pentes classées en 6 classes) et la susceptibilité lithologique suivant la matrice d’aléa aux mouvements de terrain établie pour la côte du Dogger (Cartannaz C., 2015, Tableau 3).

Pentes (en %) Glissements (s.l.) et Méthodologie sans facteur aggravant solifluxion observés quelque soit la 0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 50 50 - 100 pente faible moyen moyen fort fort Fines sur meuble faible moyen moyen moyen fort Grossières sur meuble Très fort, fort ou moyen dans le cas nul faible faible moyen moyen fort Fines sur induré de petits faible faible faible moyen fort glissements Grossières sur induré

Formations affleurantes nul nul nul (CDB) nul (CDB) nul (CDB) Formation indurée

Dans le cas où les marnes sont affleurantes on considère la présence de formations fines affleurantes du fait de l'altération des marnes

Tableau 3 : Matrice litho-pente de l’aléa aux mouvements de terrain telle que définie dans le contexte Lorrain (Cartannaz et al., 2015)

La cartographie de l’aléa aux mouvements de terrain reflète donc la susceptibilité des formations et de leur contexte géomorphologique à l’apparition des mouvements de terrain. L’approche de l’aléa est par conséquent qualitative. L’aléa sera caractérisé selon quatre niveaux d’intensité :

 fort ;  moyen ;  faible ;  nul.

À noter que la présence de phénomènes exceptionnels, équivalent à celui de Corny-sur- Moselle en 1970 (phénomène de référence en Loraine (Chalumeau G., 1974)), entrainera une incrémentation en un aléa Majeur.

3.2. CARTES INTERMEDIAIRES

À partir de différents traitements géomatiques, de l’application de la matrice litho-pente lorraine (Tableau 3) et de l’expertise de terrain, quatre cartes intermédiaires principales (pente, susceptibilité lithologique, aléa initial et facteurs aggravants), une carte d’aléa final et une carte détaillant les principales zones dont l’aléa résulte d’une expertise particulière sont présentées dans ce rapport (représentées en jaune sur l’Illustration 13).

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 27 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.2.1. Cartographie des pentes

La pente est le facteur morphologique influençant la susceptibilité aux mouvements de terrain. L’analyse de la base de données des mouvements de terrain des départements de la Meurthe et-Moselle, de la Moselle et des Vosges, montre qu’en dessous d’une pente de 5 %, les mouvements sont absents ou non décrits (Cartannaz C. et al., 2009).

Un seuil de pentes de 5 % a donc été retenu pour la commune de Toul.

Une évaluation de la pente est définie en fonction du Modèle Numérique de Terrain (MNT) de l’IGN à une résolution de 25 mètres.

La résolution de 25 mètres utilisée pour la carte des pentes ne permet pas toujours une cartographie précise. Des enquêtes de terrain ont donc été nécessaires, afin de préciser et réajuster les ruptures de pente grâce à des mesures inclinomètriques et des relevés visuels.

La cartographie des pentes (en %) est présentée en Illustration 14 et en Annexe 5.

28 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 14 – Cartographie des pentes (%) régroupées par classes

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 29 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.2.2. Cartographie de la susceptibilité lithologique

La nature du sol et du sous-sol conditionne la prédisposition aux mouvements de terrain. Sur la commune, les formations sont réparties en 4 catégories (définies par la matrice litho-pente lorraine) prenant en compte de façon différenciée les formations superficielles et du substratum, selon leur susceptibilité aux mouvements.

a) Formations superficielles

Les travaux réalisés par le BRGM et l’ENSG en 2002 ont mis en évidence que les formations de pentes les plus fines sont les plus propices aux instabilités. Les formations superficielles fines génèrent donc un niveau de susceptibilité plus élevé que les formations grossières.

La nature des formations affleurantes peut être appréciée à partir des données de la carte géologique, des données disponibles dans la BSS (71 forages) et des reconnaissances de terrain. L’information reclassée selon la matrice litho-pente (Cartannaz et al., 2015) a permis d’apprécier de manière plus précise la nature et l’épaisseur des formations superficielles (Illustration 15).

Les forages recensés dans les formations superficielles permettent d’apprécier les terrains sous-jacents, en grande majorité décrits comme des marnes et des argiles.

En fonction du retour d’expérience en Lorraine et des observations réalisées sur le terrain, les formations superficielles peuvent être classées en deux catégories (Cartannaz C., 2015) :

 formations superficielles fines : alluvions anciennes et récentes, limons, colluvions ;  formations superficielles grossières : éboulis calcaires, grave, remblais grossiers, graviers.

Illustration 15 – Exemple d'identification de formations superficelles dans un talweg

30 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

b) Formations du substratum

Par rapport aux calcaires et aux grès, les formations argileuses et marneuses, présentant des caractéristiques mécaniques faibles, sont davantage prédisposées aux mouvements.

Il a été nécessaire d’identifier quelles formations géologiques seraient plus susceptibles aux mouvements de terrain afin de procéder à un classement. Le retour d’expérience du BRGM en Moselle a permis de détailler la susceptibilité de certaines formations géologiques par rapport aux mouvements de terrain (Thomaïdis C. et al., 2002). Sur la commune, ces données et les informations recueillies sur le terrain permettent de classer les formations de la façon suivante :

 formations meubles très susceptibles aux mouvements de terrain : ensemble marno- calcaire très argileux (caillasse à Rhynchonelles) et marnes grises du Bathonien, alternance de marnes sablo-micacées et de bancs calcaires (terrain à chailles) de l’Oxfordien inférieur. Les données disponibles en forage montrent que 6 forages sont situés au niveau de ces formations. Les faciès décrits dans les forages comprennent une zone peu cohérente de 1,5 à 5 m de puissance, due soit à la présence d’un recouvrement (alluvions, limons, colluvions…) ou à la présence d’une zone d’altération ou de fracturation importante. Sont également comprises dans ces formations les argiles bleues de la Woëvre. Les informations disponibles montrent que 9 forages sont situés au niveau de ces formations. Les terrains peu cohérents de surface ont une puissance de 2 à 10 m d’épaisseur jusqu’au passage de marne bleue un peu plus compacte ;

 formations indurées peu susceptibles aux mouvements de terrain : calcaires oolithiques du Bajocien supérieur et calcaires récifaux de l’Oxfordien moyen. Les calcaires oolithiques du Bajocien ne sont que peu représentés sur la commune de Toul (au sud de la commune, à proximité de la chapelle de Gare-le-Cou). Les calcaires récifaux de l’Oxfordien forment le relief des buttes témoins (Côte Barine et Mont-Saint- Michel). Aucun forage ne recoupe ces formations.

Pour ce qui est de la commune de Toul la susceptibilité des différentes formations (substrat et superficielle) est résumée dans le Tableau 4.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 31 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Susceptibilité lithologique Formations superficielles Substratum

Forte Formations fines (limons des Formations meubles/peu consolidées plateaux, colluvions, alluvions (argiles bleues de la Woëvre et récentes) ensemble marno-calcaire et marnes grises du Bathonien)

Formations grossières (éboulis Formations meubles/peu consolidées calcaire) (argiles bleues de la Woëvre et ensemble marno-calcaire et marnes grises du Bathonien)

Formations fines (limons des Formations indurées (calcaires du plateaux, colluvions, alluvions Bajocien supérieur et de l’Oxfordien récentes) moyen)

Faible Formations grossières (éboulis Formations indurées (calcaires du calcaires) Bajocien supérieur et de l’Oxfordien moyen ) Tableau 4 : Classement des formations en fonctions de leurs suceptibilité lithologiques d’après la matrice lorraine

c) Cartographie de la susceptibilité lithologique

Aucune nouvelle cartographie géologique n’est proposée dans le cadre de cette étude. La cartographie des formations géologiques est reprise de la carte géologique au 1/50 000 du BRGM (Annexe 3). Néanmoins, l’épaisseur et l’étendue des terrains géologiques ont pu être ajustées à partir des données disponibles dans la BSS (71 forages voir Annexe 6) et des reconnaissances de terrain qui ont permis de préciser la nature, l’étendue et l’épaisseur des formations superficielles.

La cartographie de susceptibilité des différentes formations lithologiques est présentée en Illustration 16 et en Annexe 7.

32 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 16 – Carte de susceptibilité lithologique pour la commune

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 33 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.2.3. Cartographie de l’aléa initial

La carte d’aléa initial est obtenue par corrélation de la carte des pentes et de la carte de susceptibilité lithologique selon la matrice litho-pente lorraine (Tableau 3), en tenant compte des modifications de terrain.

La cartographie de l’aléa initial est présentée en Illustration 17 et en Annexe 8.

Illustration 17 – Carte d'aléa initial

34 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.2.4. Cartographie des indices de déformation et facteurs aggravants

a) Relevé des indices de déformation

Les visites effectuées sur le terrain ont également permis de repérer différents indices pouvant témoigner de mouvements de terrain tels que :

 les arbres pipés, penchés ou tordus, constituent des repères courants sur les versants ;  la présence d’anomalies topographiques, comme des bourrelets, des moutonnements qui caractérisent une instabilité locale ;  la présence de contre-pente, de cicatrices d’arrachements ;  les fissures dans les murs de bâtiments ou de soutènement, leur bombement, leur fruit négatif (faux aplomb décalant la crête du mur vers l’aval) ;  les routes et les chemins peuvent révéler des fissures ouvertes dans le revêtement qui peuvent témoigner de l’existence d’un mouvement actif et récent.

La cartographie des indices de déformation n’étant pas l’objet de cette étude, la liste des indices présentée ici n’est donc pas exhaustive.

Le secteur d’étude a été fortement modifié par les guerres. Les deux buttes témoins de la commune ont un relief qui a subi un profond remaniement, ainsi il est possible de retrouver des fossés militaires, des tranchées et des murs de pierre en partie recouverts. Certains indices morphologiques liés à des mouvements de terrain dans les pentes peuvent être facilement confondus avec une remobilisation du versant due à des actions anthropiques.

Les phénomènes et indices de mouvements de terrain (arbres pipés, murs bombés, fissures etc.) se localisent principalement sur le flanc Est du Mont Saint-Michel

La cartographie des indices est présentée en Illustration 18 et en Annexe 9 il s’agit d’une liste non exhaustives puisque ce n’était pas l’objet de cette étude.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 35 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 18 – Cartes des indices de déformations

36 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

b) Les facteurs aggravants et déclenchants

Un versant peut avoir des caractéristiques qui vont accroître la probabilité d’un déclenchement de mouvement de terrain, comme la présence d’eau dans les couches superficielles du sol mais aussi l’absence de végétation (déboisement).

Présence d’eau dans les sols

La présence d’eau dans les sols peut diminuer leurs propriétés géomécaniques notamment par la diminution de leur cohésion et est en conséquent un facteur aggravant de la déstabilisation des terrains. Les indices hydrologiques peuvent être pris en compte lors de l’évaluation du niveau de l’aléa s’ils sont significatifs.

Les zones humides aggravent la susceptibilité des terrains à développer des mouvements. Ces dernières provoquent une perte de cohésion dans les formations meubles à matrice fine (silts et argiles) et du fait de la montée de la nappe, entraînent une baisse de la résistance au cisaillement. À noter que les zones humides temporaires, en particulier, constituent des facteurs potentiellement aggravants car elles sont le siège de modifications ponctuelles et/ou saisonnières des couplages hydromécaniques d’un versant. A l’inverse des zones humides permanentes qui ne modifient pas les propriétés du versant au cours du temps.

Les précipitations

Les précipitations sont considérées comme le principal facteur aggravant et/ou déclenchant. Elles se traduisent par des infiltrations provoquant d’une part un accroissement des teneurs en eau (et donc la chute mécanique de certains faciès argileux) et d’autre part une remontée de nappe (favorisant la mise en pression des aquifères captifs avec décollement de la masse potentiellement instable). L’expérience du suivi de versants affectés par des mouvements4 montre que chaque épisode pluvieux significatif ou de fonte de neige se traduit au bout de quelques heures ou quelques jours par une reprise ou une accélération des mouvements de terrain (Cartannaz et al., 2009).

La végétation

L’absence de végétation ne permet pas de stabiliser la cohésion d’un terrain meuble qui se trouve ainsi fragilisé par les infiltrations d’eaux pluviales et/ou les eaux de ruissellement. Le système racinaire contribue à « armer » la frange superficielle de terrain entre un et trois mètres de profondeur selon les espèces et surtout réduit les infiltrations d’eau météorique et donc la teneur en eau du sol. Une mauvaise gestion forestière peut donc conduire à fragiliser les terrains et favoriser les mouvements de terrain. De plus, les racines soutirent par succion l’eau du sol et contribuent ainsi à la modification du facteur hydrogéologique.

À contrario, les réseaux racinaires sont des acteurs efficaces de la désagrégation mécanique des calcaires, ce qui peut favoriser leur rupture. En élargissant le réseau de fractures initiales, ils permettent une meilleure pénétration de l’eau qui accélère les processus d’altération de la roche indurée (dissolution chimique, cycles de gel-dégel, lessivage).

Néanmoins, même si le mouvement concerne la tranche superficielle du sol, la végétation peut ne pas suffire à contrer sa dynamique (exemple : arbre pipé).

4 Le glissement de terrain le plus important en Lorrain est celui de Corny survenu suite à une pluie de 98 mm en quatre jours (Cartannaz C., 2015)

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 37 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Les séismes

L’activité sismique peut constituer également un facteur déclencheur des mouvements de terrain. L’aléa sismique est de niveau très faible sur la commune de Toul (http://www.georisques.gouv.fr/).

L’action anthropique

Les actions anthropiques modifient les conditions d'équilibre du versant. Lorsqu'elles sont mal maîtrisées, elles peuvent engendrer des mouvements. Parmi les principales actions anthropiques, on pourra citer : le remblaiement en tête ou en partie haute de versant, le déblaiement en partie basse ou en pied de versant et le rejet d'eau dans le terrain (Cartannaz et al., 2009).

c) Caractérisation et prise en compte des facteurs aggravants

Les indices de déformation ont été pris en compte dans cette étude, mais ne sont pas tous considérés comme des facteurs aggravants. Afin de classer les différents indices cartographiés par ordre d’importance, plusieurs niveaux de confiances leur ont été attribués. Ces niveaux de confiance dépendent, selon le type d’indice considéré :

 de l’intensité du phénomène observé (mouvements de terrain)  de la confiance sur l’origine du phénomène observé (désordre sur bâtiment ou mur, arbres pipés)  pertinence de l’observation (mouvements de terrain, indices hydrologiques)

Indices pouvant témoigner d’un mouvement de terrain

Pour ce qui est des indices pouvant témoigner d’un mouvement de terrain, trois niveaux de confiance ont été utilisés, mais ils différent en fonction du type d’indice :

 les désordres sur bâtiments (fissures, murs penchés), dont l’origine peut être multiple (retrait-gonflement des argiles, vétusté de la construction, problèmes liés aux fondations), deux niveaux de confiance ont été retenus : o faible : désordres d’importances modérées (fissures fermées, pas de décalage observé, ou affectant des murets de limite de propriétés) et de densité faible à modérée; o modéré : désordres d’importances modérées avec une forte densité ou désordres d’importances élevées (fissures ouvertes, décalages, murs de soutènements bombés, penchés ou effondrés) ;  les arbres pipés, dont l’origine peut être multiple (bouturage, type et âge des arbres, orage) ne sont jugés pertinents que s’ils sont associés à d’autres facteurs, dans ce cas il existe deux niveaux de confiance : o faible : moins de 1 tous les 5 m (ou <10 par 100 m²) ; o modéré : plus de 1 tous les 5 m (ou >10 par 100 m²) ;  le moutonnement, ne s’observe pas en secteur urbanisé et peut avoir des origines multiples (anthropisation, animaux, végétation), deux niveaux de confiance ont été retenus : o faible : le moutonnement affecte une surface inférieure à 1 ha, soit environ une parcelle agricole ; o modéré : le moutonnement affecte une surface supérieure à 1 ha.

38 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Indices hydrogéologiques

Une cartographie non exhaustive des indices hydrogéologiques a également été réalisée dans le cadre de cette étude. L’impact de ces indices sur l’aléa mouvement de terrain est spécifique au contexte hydro-géomorphologique. Chaque indice sera donc traité individuellement et caractérisé ou non comme facteur aggravant en fonction des résultats de l’expertise de terrain. Deux niveaux de confiance leur sont alors associés :

 faible : si leur superficie est inférieure à 1 ha ;  modéré : si leur superficie est supérieure à 1 ha.

Synthèse

À partir de ces niveaux de confiance établis, des règles d’incrémentation ont été mises en places, ainsi :

 un indice ou un phénomène historique associé à un niveau de confiance faible n’est pas considéré comme un facteur aggravant. Il n’entrainera pas d’incrémentation du niveau d’aléa initial ;  un indice ou un phénomène historique associé à un niveau de confiance modéré est considéré comme un facteur aggravant. Il entrainera une incrémentation de l’aléa seulement si l’aléa initial est de niveau faible, dans les autres cas il n’y aura pas d’incrémentation ;  enfin, un indice ou un phénomène historique associé à un niveau de confiance élevé est considéré comme un facteur très aggravant. Il entrainera une incrémentation de l’aléa faible en moyen et de l’aléa moyen en fort.

Dans le cas d’un réajustement de l’aléa (incrémentation ou décrémentation) l’étendue de la zone affectée par ce réajustement tiendra compte des caractéristiques géomorphologique des terrains. Ainsi, dans le cas d’un mouvement de terrain, un mouvement identifié et cartographié sur le terrain impliquera une incrémentation de l’aléa. Cette incrémentation sera appliquée à l’ensemble des terrains montrant les mêmes caractéristiques topologiques (pente) et géologiques. En ce qui concerne les éventuels ajustement issus d’autres facteurs retenus comme aggravants, cette étendue pourra être ajustée en fonction des résultats de l’expertise de terrain.

Bien que les règles d’incrémentations précitées s’appliquent dans la plupart des cas, elles pourront également être reconsidérées en fonction des résultats de l’expertise de terrain.

La cartographie des facteurs retenus comme aggravants pour l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul est présentée en Illustration 19 et en Annexe 10.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 39 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 19 – Cartographie des facteurs aggravants

40 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.3. CARTOGRAPHIE DE L’ALEA FINAL

3.3.1. Traitements géomatiques

Une première version de la carte d’aléa final (V0) est obtenue après expertise de terrain et croisement des cartes intermédiaires (Illustration 13). Différents traitements géomatiques ont ensuite été réalisés afin d’aboutir à la carte d’aléa final (Illustration 20 et en Annexe 11). Ces traitements sont de trois sortes :

 application d’une zone tampon traduisant la propagation d’éventuels mouvements de terrain ;  simplification des zones dont l’étendue est inférieure à la résolution finale souhaitée ;  lissage des limites des zones d’aléa afin d’homogénéiser la cartographie finale.

Zones tampons

L’étendue globale des terrains pouvant être affectés par les phénomènes de mouvement a été prise en compte par l’application de zones tampons en limites de zones d’aléas différents. Ce tampon correspond à une zone de sécurité au sommet et au pied de versant, tenant compte, en amont, de l’aire d’entrainement des matériaux et, en aval, de l’aire de propagation des matériaux. Cette zone tampon tient également compte de l’éventuelle propagation latérale des mouvements.

Il est nécessaire d’appliquer cette zone tampon aux limites des zones d’aléas différents. Ainsi, un tampon a été appliqué sur une largeur de :

 20 m autour des zones d’aléa de niveau fort ;  10 m autour des zones d’aléa de niveau moyen ;  5 m autour des zones d’aléa de niveau faible.

Simplification et lissage

Afin de prendre en compte les incertitudes liées à la carte géologique (au 1/50 000ème) et au MNT (au pas de 25 m), une simplification et un lissage ont été effectués. Ainsi, les enclaves d’un niveau d’aléa donné, d’une largeur inférieure à 25 m, ou d’une aire inférieure à 625 m² (soit la taille d’un pixel), englobées dans un aléa d’un niveau supérieur, ont été rattachées au niveau d’aléa supérieur, au titre du principe de précaution. De même les limites d’aléa ont été lissées par soucis d’homogénéisation.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 41 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 20 – Cartographie de l'aléa final pour la commune de Toul

42 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.3.2. Zones de différences par rapport à l’aléa initial

Dans un souci de transparence, il est nécessaire que les données ayant conduit à la caractérisation de l’aléa soient facilement identifiables, et ce pour chaque zone d’aléa caractérisée. Une carte mettant en évidence les différences entre la carte d’aléa initial V0 (Illustration 13), issue de l’application de la matrice litho-pente lorraine sur les données géologiques et topologiques brutes, et la carte d’aléa final (Illustration 20), issue de l’expertise de terrain et des traitements géomatiques (cf. section 3.3.1) a été réalisée et est présentée en Illustration 21 et en Annexe 12.

Ces différences s’expliquent à la fois par les résultats de l’expertise de terrain (réajustement des pentes, des limites lithologiques et prise en compte des facteurs aggravants), et par les traitements géomatiques (zones tampons, simplification et lissage).

La localisation et l’origine des différences est présentée en Illustration 21 et en Annexe 12.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 43 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Illustration 21 – Carte d’ajustement de l’aléa sur la commune de Toul

44 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

3.3.3. Détail de la caractérisation de l’aléa par zone

La carte d’ajustement de l’aléa (Illustration 21) permet de mettre en évidence 4 différents contextes pour lesquels l’aléa final a fait l’objet d’un réajustement.

 la zone 1 a fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa faible en moyen justifiée par des relevés de terrain indiquant la présence de moutonnement considéré comme un facteur aggravant ;  les zones notées 2 ont fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa nul ou faible en faible ou moyen, respectivement, justifiée par une redélimitation de l’étendue des classes de pente (mesures inclinométriques sur le terrain) ;  la zone 3 a fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa moyen en fort justifiée par la présence de deux glissements de terrain avérés (Illustration 10 et Illustration 19). Le premier a été observé sur le terrain, tandis que le second situé sur la commune voisine de Pagney- derrière-Barine, à moins de 100 m de la limite communale de Toul, est issu de la base de données Géorisques ;  les zones notées 4 ont fait l’objet d’une incrémentation de l’aléa moyen en fort justifiée par une redélimitation de l’étendue des classes de pente suite à des mesures à l’inclinométre sur le terrain ;  les zones 5 ont fait l’objet d’une décrémentation de l’aléa moyen ou fort en faible et moyen, respectivement, justifiée par une redélimitation de l’étendue des classes de pente suite à des mesures à l’inclinométre sur le terrain.

Les zones représentées en couleurs pleines sur l’Illustration 21 correspondent principalement aux zones de tampons en limite de deux aléas différents et, plus localement, au résultat de la simplification des zones de trop faible étendue (inférieure à la résolution du MNT de départ, soit un pixel de 25 m) et du lissage des polygones pixellisés.

3.3.4. Limites de l’interprétation

La présente étude a été menée en 2017. Elle se base sur l'analyse des sources documentaires disponibles à cette date et sur l'exploitation des évènements connus.

Elle est donc le reflet des connaissances en cette année 2017.

La prise en compte ultérieure de données non connues ou non disponibles en 2017 (investigations, phénomènes, archives, témoignages, etc.) peut conduire à une révision des critères d'analyse de l'aléa et de la carte associée.

La carte d’aléa a été élaborée à l’échelle du 1/5000ème et livrée sur fond cadastral. Pour l'utilisation de la carte d’aléa, il convient d'exploiter cette cartographie de l'aléa en tenant compte d'une certaine marge d'imprécision. Dans les cas où différents niveaux d’aléa aient été cartographiés sur une même parcelle, il convient d’affecter, dans la mesure du possible, le niveau d’aléa le plus élevé à l’ensemble de la parcelle.

De plus, concernant le trait entre deux zones d'aléa, même si celui-ci n'a pas "d'épaisseur" réelle sur le terrain, son emprise sur la carte doit être assimilée au niveau d'aléa jointif le plus fort.

Enfin, bien que les différentes cartographies intermédiaires soient effectuées à l’échelle du 1/5000ème, la précision de la carte d’aléa est conditionnée par le Modèle Numérique de Terrain au pas de 25 m et par la carte géologique au 1/50 000ème.

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Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

4. Conclusions

Les mouvements de terrain pris en compte dans cette étude comprennent les mouvements de terrain de type glissements circulaires, glissements plans, glissements pelliculaires, reptation, fluage et solifluxion. Ainsi, ne sont pas pris en compte les phénomènes de retrait - gonflement des sols argileux, les affaissements, les effondrements ou les fontis liés à la présence de cavités naturelles ou anthropiques, les coulées de boue et les mouvements rocheux (chutes de blocs et éboulements).

L'élaboration de la carte d'aléa mouvements de terrain sur la commune de Toul repose sur la prise en compte d'évènements historiques et de relevés de terrain, mais également de données générales géologiques, hydrogéologiques et topographiques.

L'analyse des données disponibles a permis d'élaborer une série de critères précis afin de dresser la carte d'aléa. Ces critères reposent principalement sur l'exploitation de valeurs de pentes de versant, de données géologiques (présence de formations superficielles aux caractéristiques géotechniques différentes), d’existence de mouvements avérés ou supposés et de facteurs aggravants que peuvent être les désordres sur les bâtiments, le moutonnement, les arbres pipés...

La cartographie de l’aléa final (Illustration 20) sur la commune de Toul a abouti à la définition des classes suivantes :

 l’aléa fort représente 0,6 % de la superficie de la commune. Il est situé dans les plus fortes pentes du Mont-Saint-Michel et de la côte dans des zones végétalisées proches des sommets des reliefs de la commune ;  l’aléa moyen représente 13,1 % de la superficie totale de la zone d’étude. Il se trouve sur les pentes raides des vallées calcaires, du Mont-Saint-Michel et de la Côte Barine. Les quartiers Nord en contrebas du mont sont concernés par cet aléa ;  l’aléa faible représente 16,2 % de la superficie totale communale. Il se répartit sur les versants peu inclinés des vallées calcaires du Bathonien ainsi que sur les pentes des plateaux alluvionnaires, du Mont-Saint-Michel et de la Côte Barine ;  l’aléa nul représente 70,1 % de la superficie totale communale. Il est situé dans les plaines argileuses de la Woëvre ainsi que sur les plateaux alluvionnaires de la Moselle et dans les faibles pentes.

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Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

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50 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 1 :

Terminologie

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 51

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Aléa (Guide général PPR ; MATE/METL, 1989) :

Phénomène naturel d’occurrence et d’intensité donnée.

Cette définition élargit la notion initiale la plus appropriée « probabilité d’occurrence d’un phénomène naturel », qui avait été retenue en 1984 par le DRM à partir du concept anglo- saxon de « natural hazard » pour l’établir aux PER. L’aléa devrait ainsi être hiérarchisé et cartographié en plusieurs niveaux, en croisant l’intensité des phénomènes avec leur probabilité d’occurrence. Cela reste vrai pour les PPR inondations qui devront indiquer les hauteurs de submersion et des vitesses d’écoulement pour une période de retour au moins centennale. D’autres phénomènes, par contre, sont moins facilement ou non probabilisables (bien que cela dépende aussi de l’échelle de temps à laquelle on se réfère). En ce qui concerne les mouvements de terrain, par exemple, la probabilité d’occurrence parait souvent difficile à estimer. On recourra alors à une approche qui s’appuiera sur l’évaluation de la prédisposition du site au type de phénomène concerné.

Colluvions (Guide méthodologique BRGM pour la Meurthe et Moselle, 2015)

Formation superficielle allochtone de granulométrie fine (illustration 17).

Figure 1– Exemple de colluvion. D’après Bichet et Campy : les montagnes du Jura

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 53 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Enjeux (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Personnes, biens, activités, moyens, patrimoine, etc. susceptibles d’été affectés par un phénomène naturel.

Les enjeux s’apprécient aussi bien pour le présent que pour le futur. Les biens et les activités peuvent être évalués monétairement, les personnes exposées dénombrées, sans préjuger toutefois de leur capacité à résister à la manifestation du phénomène pur ‘aléa retenu. Dans le cadre des PPR, l’appréciation des enjeux restera qualitative.

Formation superficielle, définition appliquée au glissement de terrain) (Guide méthodologique BRGM pour la Meurthe et Moselle, 2015) :

Formation géologique généralement meuble et sujette aux glissements de terrain localisée entre la végétation et la roche compacte (substratum). Il peut s’agir de formations autochtones (substrat altérée) ou allochtones (éboulis, colluvion, etc).

Figure 2 – Les formations superficielles dans le « déshabillage » d’un payasage. D’après Bichet et Campy : les montagnes du Jura.

54 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Intensité d’un phénomène (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Expression d’un phénomène, évaluée ou mesurée par ses paramètres physiques.

Prévention (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Ensemble des dispositions visant à réduire les impacts d’un phénomène naturel : connaissance des aléas, réglementation et l’occupation des sols, mesures actives et passives de protection, information préventive, prévisions, alerte, plans de secours, etc.

Risque naturel (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Pertes probables en vies humaines, en biens et en activités consécutives à la survenance d’un aléa naturel.

Ce risque croit d’autant plus que l’aléa est élevé et que la densité de population et le potentiel économique exposés augmentent. Il est donc fonction de l’aléa et de la vulnérabilité. En l’absence des constructions et des hommes, il est nul.

Vulnérabilité (Guide général PPR, MATE/METL, 1989) :

Au sens le plus large, exprime le niveau de conséquences prévisibles d’un phénomène naturel sur les enjeux.

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 55

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 2 :

Les mouvements de terrain-Généralités

TYPOLOGIE DES MOUVEMENTS

Les mouvements sans plans de rupture

Ces types de mouvements ne sont pas considérés comme des glissements à proprement parler puisque la mise en mouvement n’est pas caractérisée par un plan de cisaillement identifiable. Généralement dans la région traitée, seule la frange superficielle des terrains est affectée par ce type de mouvements.

 Le Fluage

Le fluage est un phénomène physique provoquant des déformations gravitaires irréversibles sous des sollicitations constantes atteignant le domaine plastique (Philipponnat G.et al., 2008) (Figure 3). C’est un mouvement lent d’une masse de terrain (à matrice fine argileuse ou silteuse) non limitée par une surface de rupture clairement définie se manifestant sur des faibles ou fortes pentes. Il peut se développer sur des épaisseurs parfois importantes (plusieurs dizaines de mètres).

Figure 3 - Exemple de fluage sous l’effet d’une surcharge (Philipponnat et al., 2008)

 La solifluxion

C’est un cas particulier du fluage. C’est un phénomène d’écoulement lent des sols. Elle concerne les sols à matrice fine (argileuse ou silteuse) et à teneur en eau marquée, sur une épaisseur de l’ordre d’un mètre, sans surface de rupture nette. Ce phénomène est provoqué par des variations de volume du sol au cours des saisons. En effet, le gel-dégel en montagne ou l’alternance des saisons sèches et pluvieuses causent la déstructuration et la perte de cohésion de ces sols gonflants et rétractables (Philipponnat G. 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, une ondulation des terrains (Philipponnat G.et al., 2008) (Figure 4) et des rochers « laboureurs ».

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 57 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Figure 4 - Aspect ondulé des terrains du à la solifluxion (Philipponnat et al., 2008)

 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 repérer par un moutonnement de faible amplitude et relativement serré. Généralement, les arbres sont inclinés ou présentent une forme dite « pipée ». Le moteur du mouvement est le propre poids du terrain associé au gonflement des argiles. Ce phénomène peut provoquer un fauchage (également appelé « basculement ») des couches géologiques sous- jacentes (Figure 5) ; ce qui entraîne une évaluation erronée de leur pendage en profondeur.

Figure 5 - Coupe montrant le phènoméne de fauchage (d’après le dictionnaire de géologie Raoult et Foucault))

Les mouvements avec plans de rupture

 Les glissements pelliculaires

Le glissement pelliculaire est un décrochement superficiel gravitaire affectant une mince frange de terrain à matrice fine et limitée par une surface de rupture identifiable (< 10 m de profondeur), recouvrant les versants à pente raide (> 20 %). Cette frange est fortement altérée avec des caractéristiques mécaniques faibles. Par suite d’une saturation en eau du matériel, la cohésion ou/et l’angle de frottement interne sont diminués par l’augmentation de la teneur en eau et rend le sol instable. Le terrain se détache du haut du versant et glisse par petits paquets vers le bas (Mathon C.et al., 2005). Ce type de glissement fait généralement suite au phénomène de reptation.

58 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

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

 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, sur une surface de rupture approximativement plane, généralement selon la ligne de plus grande pente (Figure 6) 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 limites stratigraphiques, plans de faille ou diaclases, plans de schistosité. Elle peut également correspondre soit à une couche mince de mauvaises caractéristiques mécaniques (on parlera de « couche-savon ») sur laquelle s’exerce souvent 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 se développer 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 6 - Schèma d'un glissement plan

 Les glissements rotationnels ou circulaires

Ils correspondent à des mouvements gravitaires et peuvent présenter une brusque rupture de pente ainsi que des fissures en tête et des bourrelets en pied (Figure 7). Leur surface de rupture de forme circulaire et concave les différencie des glissements plans. On peut noter la présence de contre-pentes au sein de la masse glissée. De plus, ils se développent généralement au sein d’un milieu homogène et meuble (sables, silts, voire argiles) en l’absence de discontinuité marquée. Par ailleurs, plusieurs glissements rotationnels peuvent s’emboiter et former un glissement circulaire complexe, voire plan. L’apparition d’un premier glissement en bas de pente entraîne une perte de butée pour les terres situées au-dessus et provoque des glissements successifs remontant vers l’amont : on parle d’évolution régressive (Philipponnat G. et al., 2008).

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

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 59 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Figure 7 - Schèma d’un glissement circulaire

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Annexe 3 :

Cartographie géologique

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Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 4 :

Cartographie des indices hydrogéologiques

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Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 5 :

Carte des pente (%) regroupées par classes sur la commune de Toul

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Annexe 6 :

Liste des forages de la BSS

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Nature substratum Source : Code Formation Profondeur Epaisseur Indice Nature des terrains de surface selon les selon les coupes national (BSS du géologique selon la Profondeur eau (m) (à Date de des terrains Z (m sur la coupes géologiques disponibles dans la géologiques BRGM) ou numéro carte géologique atteinte (m) la date du forage de surface NGF) carte BSS disponibles dans la de rapport au 1/50 000 forage) (m) BSS Argiles de la 1 02292X0035/S1 15 1.8 1974 Argile gris jaune Marne grise 3.2 269 Woëvre Argiles de la Terre végétale / argile jaune / marne et 2 02292X0036/S2 15 1974 Marne compacte 3.2 276 Woëvre argile Argiles de la 3 02292X0037/S3 15 7.2 1974 Argile jaune et galets Marne bleu compacte 3.9 278 Woëvre 4 02292X0038/T114 Limons de plateaux 5.2 4.2 1971 Gravier, sable, agile marne 5 230 5 02292X0043/F1 Limons de plateaux 67.7 26.4 1990 Alluvions argileuses à sablo-graveleuses Marne 7 227 Absence 6 02292X0045/PZ1 Limons de plateaux 12 1990 Absence de coupe géologique 226 d'eau Alternance argile avec gravier et 7 02292X0046/P1 Limons de plateaux 10 1.27 1994 Marnes 5 218 sable/limons argilo-sableux Remblai argilo-sableux/Limons/Sables et 8 02292X0047/P2 Limons de plateaux 5 2.32 1994 Marnes 4,5 217.5 galets/Argiles 9 02292X0048/P3 Limons de plateaux 5 2.34 1994 Remblai sableux /Limons argileux Marnes 4,4 215 Enrobé et remblai/Ensemble 10 02292X0049/P4 Limons de plateaux 4 1.41 1994 Marnes 3,5 216 limoneux/Ensemble sableux 11 02292X0051/F Limons de plateaux 72 35.65 1997 Remblai calcaire/Argiles Argile bleu compacte 9 230 Argiles de la 12 02292X0067/F 115 7.5 2001 Terre végétale Marnes 2 230 Woëvre Argiles de la 13 02292X0087/F 142 33.82 2010 Terre végétale/argile brune sableuse Marne bleu 10 232 Woëvre Marne bleu 14 02296X0001/P1 Remblai 11.5 1966 Terre/argile jaune sableuse/sable et gravier moyennement 9.5 210 compacte Sable, gravier, remblai / limon / sable 15 02296X0002/S2 Remblai 15.8 2.8 1968 Marne grise plastique 8.3 206.2 gravier, galets / argile jaune Alluvions Remblai/Alternance grave argileuse et 16 02296X0004/F1 16.7 1971 Marne plastique 5,6 247 anciennes sable Alluvions Limons peu sableux/Ensemble sablo- Calcaire et marno- 17 02296X0005/S2 28.1 1968 8 245.94 anciennes argileux avec graviers calcaire Alluvions Terre végétale et remblai/ Argile sableuse Marne compacte brune 18 02296X0006/S1 26.5 1968 7,2 232.1 anciennes avec graviers et grise Argiles de la Terre / argile sableuse avec petits graviers 19 02296X0007/S1C 40.3 1968 Marne bleue 5.2 219.1 Woëvre / graviers Alluvions Marne calcaire 20 02296X0008/S2C 38.3 1968 Terre / limon sableux brun 1.8 217.58 anciennes blanchâtre consistante Bathonien : Marnes Marne calcaire brune 21 02296X0009/S3C à Rhynchonelles 35.1 1968 Terre / argile brune avec nodules calcaires 1.2 215.55 ave nodules calcaires supérieures Alluvions Calcaire grisâtre en 22 02296X0010/S4C 30 1968 Terre / Argile marneuse jaune sableuse 3 215.55 anciennes bancs

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 75 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Nature substratum Source : Code Formation Profondeur Epaisseur Indice Nature des terrains de surface selon les selon les coupes national (BSS du géologique selon la Profondeur eau (m) (à Date de des terrains Z (m sur la coupes géologiques disponibles dans la géologiques BRGM) ou numéro carte géologique atteinte (m) la date du forage de surface NGF) carte BSS disponibles dans la de rapport au 1/50 000 forage) (m) BSS Bathonien : Marnes 23 02296X0011/S5C à Rhynchonelles 35.1 1968 Terre / limon argileux Calcaire fracturé 1.5 225.46 supérieures Alluvions Non 24 02296X0017/F Absence de coupe géologique 246 anciennes indiquée Alluvions Absence Terre végétale sableuse/Alternance argile 25 02296X0041/TUL9 15 1971 Marno-calcaire dur 6,1 240 anciennes d'eau sableuse avec calcaire Bathonien : 02296X0042/TUL1 Absence Terre végétale/Argile sableuse avec 26 Caillasse à 19.8 1971 Marne consistante 4,9 217 0 d'eau quelques galets Rhynchonelles 02296X0049/TUL1 Alluvions de fonds Absence Terre végétale/Alluvions sableuses avec 27 20 1971 Marne gypseuse 8,3 205 7 de vallées d'eau quelques graviers/Grave peu argileuse 28 02296X0067/S1 Alluvions récentes 11 2.3 1968 Terre / sable gravier et galets Marne bleue compacte 7.6 203.9 29 02296X0068/S2 Alluvions récentes 10 3.3 1968 Alluvions : sable, grossier, gravier, galets Marne bleue compacte 8.7 204.6 30 02296X0069/F4 Alluvions récentes 6 0.5 1968 Alluvions : Sable et gravier Non décrit 5 202.7 Alluvions de fonds 31 02296X0070/F5 5 1.3 1968 Alluvions : limon et gravier Non décrit 3.8 202.89 de vallées Alluvions de fonds 32 02296X0076/30 6.5 1972 alluvions Non décrit 6.1 203.08 de vallées Alluvions de fonds Remblai / argile / alluvions : sable et 33 02296X0077/S4 11 1.65 1974 Marne 8.7 205 de vallées gravier Alluvions 34 02296X0080/TD1 1260 13.5 1976 Sable et gravier / silt et grès fin silteux Argile de la Woëvre 5 247.5 anciennes 02296X0081/TUL1 Terre / argile sableuse / alluvions : sable, 35 Alluvions récentes 15.1 1.4 1972 Marne gris bleu 6.1 207 02 gravier, galet 02296X0083/TUL3 Alluvions Argile sableuse / alluvions : sable, gravier, 36 20 1972 Marne bleu compacte 6.5 247 6 anciennes galets 02296X0084/TUL3 Alluvions Marne grise ou bleue 37 25 9.7 1972 Alluvions : sable et graviers 5.55 242 7 anciennes (argile de la Woëvre) 38 02296X0097/T108 Alluvions récentes 4.5 1.7 1971 Argile limoneux / Alluvions : sable, gravier Marne gris bleue 4.3 203 Alluvions de fonds Terre / gravier argileux / limon / sable / 39 02296X0098/T109 7.75 2.5 1971 marne 7.75 203 de vallées alluvions : sable gravier 40 02296X0099/T110 Alluvions récentes 6 2.4 1971 Limon sableux, limon argileux marne 5.5 203 Alluvions de fonds Argile brun sableux / alluvions : sable 41 02296X0100/T111 4.75 3.2 1971 marne 4.75 204 de vallées argileux, sable graveleux, gravier, sable Alluvions de fonds Remblai / argile limoneux / alluvions : sable 42 02296X0101/T112 6.5 3.7 1971 marne 6.5 205 de vallées gravier, argile 43 02296X0102/T113 Limons de plateaux 6.3 4.2 1971 Gravier, argile / alluvions : sable, galets Marne bleu 6.3 227 Terre argileux sableux / alluvions : sable, 44 02296X0103/S3 Alluvions récentes 10 1.6 1968 Marne bleu 7 203.8 argile, gravier, galets Terre / limon brun / limon altéré sableux, Marne gris verdâtre 02296X0104/CGG 45 Alluvions récentes 10.1 1.9 1974 dépôt ferrugineux, galets/ alluvions : argile, avec fossiles et 3.9 202.8 2 sable, gravier, galets passages calcaires

76 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Nature substratum Source : Code Formation Profondeur Epaisseur Indice Nature des terrains de surface selon les selon les coupes national (BSS du géologique selon la Profondeur eau (m) (à Date de des terrains Z (m sur la coupes géologiques disponibles dans la géologiques BRGM) ou numéro carte géologique atteinte (m) la date du forage de surface NGF) carte BSS disponibles dans la de rapport au 1/50 000 forage) (m) BSS Terre / remblai divers / maçonnerie et Marne gris verdâtre 46 02296X0105/VF1 Alluvions récentes 10.2 1975 8.5 209 béton avec fossiles Alluvions de fonds 47 02296X0107/S Absence de coupe géologique 204 de vallées Alluvions de fonds 48 02296X0108/S Absence de coupe géologique 204 de vallées Alluvions de fonds 49 02296X0109/S Absence de coupe géologique 204 de vallées Alluvions de fonds 50 02296X0110/S Absence de coupe géologique 205 de vallées Alluvions de fonds 51 02296X0111/S Absence de coupe géologique 205 de vallées Alluvions de fonds Terre / limon argileux et sableux / sable 52 02296X0112/S3 8.45 2.35 1972 Marne grise 7.4 203.69 de vallées argileux gravier et galets Terre / argile sableuse avec gravier / argile Alluvions sableuse / grave argileuse avec galets / 53 02296X0113/SC8 19 1977 Marne gris bleu 4 246.57 anciennes sable argileux graveleux / galets calcaires / argile brune Bathonien : Marnes Terre / argile brune sablo graveleuse / Marne gris verdâtre 54 02296X0116/SC5 à Rhynchonelles 10 2 243 marne très altérée altérée supérieures Terre / sable très argileux / sable ocre Alluvions 55 02296X0117/SC4 12 limono-argileux / sable ocre très argileux / Marne gris bleu 5,7 249 anciennes argile graveleuse / sable argilo-graveleux Alluvions Marne altéré gris 56 02296X0118/SC3 15.05 Terre / argile ocre verdâtre 2.1 251 anciennes verdâtre Sable très limoneux brun / sable très Alluvions Marne altéré gris 57 02296X0119/SC2 13 argileux / sable graveleux argilo-limoneux / 4.8 253 anciennes verdâtre argile sableuse / grave argileuse Alluvions Terre / argile sableuse / argile sablo- 58 02296X0120/SC1 16 Marne gris bleu 10 253 anciennes graveleuse / grave siliceuse Alluvions Terre / argile sableuse / sable fin limoneux 59 02296X0121/SC9 12 Marne gris bleu 6.5 248 anciennes / grave limoneuse Alluvions 60 02296X0122/SC10 14 Terre / argile sableuse / sable limon / grave Marne grise 7.1 248 anciennes Alluvions Terre / argile sableuse / grave / sable 61 02296X0123/SC10 11 Marne gris bleu 7.3 245 anciennes limoneux / grave Alluvions Remblai / grave siliceuse / cavité / sable 62 02296X0124/S11 10 Marne plastique 5.6 249 anciennes argileux / grave argileuse / Alluvions Remblai / grave siliceuse / cavité / sable 63 02296X0125/SC12 16.7 Marne plastique 5.6 244 anciennes argileux / grave argileuse Alluvions Limon / remblai sablo graveleux/ argile / 64 02296X0126/SC14 18.6 5.1 Marne gris bleu 4.9 245 anciennes grave sableuses

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 77 Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Nature substratum Source : Code Formation Profondeur Epaisseur Indice Nature des terrains de surface selon les selon les coupes national (BSS du géologique selon la Profondeur eau (m) (à Date de des terrains Z (m sur la coupes géologiques disponibles dans la géologiques BRGM) ou numéro carte géologique atteinte (m) la date du forage de surface NGF) carte BSS disponibles dans la de rapport au 1/50 000 forage) (m) BSS Alluvions Limon silteux à sableux / sable argileux / 65 02296X0127/SC15 20 Marne grise 6.6 245 anciennes grave sableuse Bathonien : Marnes Marne gris verdâtre à 66 02296X0128/SC16 à Rhynchonelles 25 Limon et galets / argile, galets 3.2 225 fossiles supérieures Alluvions Terre / galets et argile sableuse / calcaire 67 02296X0129/SC17 15 Calcaire gris bleu 3.7 242 anciennes altéré friable et débris Alluvions de fonds 68 02296X0132/S Absence de coupe géologique 214 de vallées Bathonien : 69 02296X0142/P12 Caillasse à 9.7 4.8 1979 Grave argileuse Argile brune 2 219 Rhynchonelles Alluvions de fonds Remblai /Argile sableuse/Grave sableuse 70 02296X0148/F 6 2 1988 Arrêt dans les alluvions 6 205 de vallées propre Alluvions Alternance marne et 71 02296X0172/S 28.1 1968 Limon, sable et argile sableuse 7.8 245.94 anciennes calcaire Rapport 77 SGN Argiles de la limons sableux jusqu'à 3,5m puis argilo- 72 7 1977 Marne 7 309 LOR Woëvre limoneux de plus en plus marneux Rapport 78 SGN Argiles de la 73 1978 limons et marnes altérés 5 197 LOR Woëvre Rapport 78 SGN limons puis limono-sableux instables avec 74 Remblai 5 1978 9 199 LOR gravier Rapport 79 SGN 75 Remblai 6 1979 remblais puis sables vasard 5 448 LOR Rapport 79 SGN Alluvions de fonds 76 1979 terre végétale sablo-graveleuse 573 LOR de vallées Rapport 82 SGN Argiles de la remblai avec cailloutis / argiles avec 77 1982 2 883 LOR Woëvre cailloutis Rapport RR-31201- Alluvions 78 1990 terre végétale, sables argileux marnes 2,8 FR anciennes Figure 3 – Identification des forages sur la commune de Toul

78 BRGM/RP-67432-FR – Rapport final Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 7 :

Carte de la susceptibilité lithologique de la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 79

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 81

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 8 :

Carte de l’aléa initial sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 83

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 85

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 9 :

Cartographie et inventaire des indices de mouvement de terrain

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 87

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Géologie Facteurs Identifiant Type Localisation Pente concernée aggravants Alternances marno- calcaires, calcaires Glissement de (Hors 1 Côte Barine 30 à 37 % à chailles terrain commune) (Oxfordien inf. à moyen) Alluvions anciennes des Glissement de moyennes (Hors 2 Fort du Tillot 10 à 20 % terrain terrasses sur commune) argiles de la Woëvre Côte Saint- Michel Glissement de Argiles de la 3 Avenue du 36,4 % terrain Woëvre cardinal Tisserand Glissement de Côte Saint- Argiles de la Non 4 - terrain Michel Woëvre cartographié Niche Bathonien : Marnes 5 d’arrachement - Bois du Tillot 20 à 23 % à Rhynchonelles profondeur 1 m supérieures Niche Alluvions de fonds proximité cours 6 d’arrachement - Bois du Tillot 10% de vallées d'eau et talweg profondeur 3 m Niche Bathonien : Marnes 7 d’arrachement - Bois du Tillot 17 à 23 % à Rhynchonelles profondeur 1 m supérieures Niche d’arrachement Argiles de la 8 Cote Barine 45% et contre pente- Woëvre profondeur 6 m Niche Mont saint Argiles de la 9 d’arrachement - 30 à 35 % Michel Woëvre profondeur 1 m Niche Oxfordien moyen : Mont saint 10 d’arrachement - 26% zone inférieur à Michel profondeur 1 m Polypiers Niche entre cote Argiles de la 11 d’arrachement - barine et Mont 10 à 20 % Woëvre profondeur 2 m saint Michel Moutonnement / Mont saint Argiles de la zone humide 12 10 à 20 % fluage Michel Woëvre temporaire Moutonnement / Mont saint Argiles de la 13 20 à 22 % fluage Michel Woëvre Moutonnement / Mont saint Argiles de la source en 14 10 à 20 % fluage Michel Woëvre amont Moutonnement / Ferme de Argiles de la 15 5 à 10 % fluage Chazot Woëvre Moutonnement / Argiles de la 16 Bois du Tillot 10 à 25 % fluage Woëvre Moutonnement / Caillasse à 17 Bois du Tillot 13 à 17 % fluage Rhynchonelles Moutonnement / Mont saint Argiles de la 18 15 à 20 % fluage Michel Woëvre Moutonnement / Argiles de la 19 Cote Barine 15 à 20 % fluage Woëvre Moutonnement / Mont saint Argiles de la 20 20 à 22 % fluage Michel Woëvre

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 89

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 91

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 10 :

Carte des facteurs aggravants sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 93

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 95

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 11 :

Cartographie de l’aléa final sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 97

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 99

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 12 :

Carte d’ajustement de l’aléa sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 101

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 103

Cartographie de l’aléa mouvement de terrain sur la commune de Toul

Annexe 13 :

Cartographie A0 - hors texte

Cartographie de l’aléa final

BRGM/RP-67432-FR – Rapport final 105

Centre scientifique et technique Direction régionale Grand Est 3, avenue Claude-Guillemin - BP 36009 1, avenue du Parc de Brabois 45060 – Orléans Cedex 2 – France 54500 – Vandoeuvre-lès-Nancy – France Tél. : 02 38 64 34 34 - www.brgm.fr Tél. : 03 83 44 81 49