BRGM I'eNTIIPIISI AU SIIIVICI DI lA TEME
D.D.E. MARNE
PLAN D'EXPOSITION AUX RISQUES DU DISTRICT
DE CHALONS SUR MARNE
PREZONAGE DES RISQUES GEOTECHNIQUES
LIES A L'EXISTENCE DE CAVITES SOUTERRAINES
I. SIMON
Mots dés : Géotechnique - Cavité - PER - Carrière - Craie
W de la carte è 1/50 000 : 158/159/188/189
R 34845 CHA 4S 92
Avril 1992
BRGM - CHAMPAGNE-ARDENNE
Pôle Technologique Henri Forman 1 2, rue Clèmen) Ader - B P. n** 27 - 5 1 05 1 Reims cedex Tél. : 133) 26 61 65 55 Télécopieur : (33) 26 05.08.66 SOMMAIRE
Pages
INTRODUCTION 1
1 - SITUATION DE L'ETUDE 1
2 - CONTEXTE MORPHOLOGIQUE, GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE 4 2.1 - MORPHOLOGIE, TOPOGRAPHIE 4 2.2 - GEOLOGIE 4 2.3 - HYDROGEOLOGIE 7
3 - TYPES DE CAVITES SOUTERRAINES RECENSES DANS LE DISTRICT DE CHALONS 7 3.1 - LES CARRIERES DE CRAIE 8 3.2 - LES GALERIES SOUTERRAINES 9 3.3 - LES CAVES 9 3.4- AUTRES CAVITES 10
4 - ETABLISSEMENT DE LA CARTE DE PREZONAGE DES RISQUES GEOTECHNIQUES LIES A LA PRESENCE DE CAVITES SOUTERRAINES 10 4.1 - METHODOLOGIE 10 4.2 - DONNEES HYDROGEOLOGIQUES ET CLIMATOLOGIQUES 14 4.3 - DONNEES HISTORIQUES 14 4.4 - ZONAGE DES RISQUES PREVISIBLES 15 4.4.1 - ZONE A RISQUES TRES ELEVES 15 4.4.2 - ZONE A RISQUES ELEVES 15 4.4.3 - ZONE A RISQUES MOYENS 17 4.4.4 - ZONE A RISQUES FAIBLES 17 4.4.5 - ZONE A RISQUES NEGLIGEABLES 17 4.5 - TYPES D'INVESTIGATIONS COMPLEMENTAIRES 17
CONCLUSION 19 LISTE DES nCURES
Figure 1 - Situation de l'étude
Figure 2 - Contours administratifs des huit conununes du district de Châlons-sur-Mame
Figure 3 - Carte piézométrique de la nappe de craie et des alluvions dans le district de Châlons-sur-Mame
Figure 4 - Carte géologique du district de Châlons-sur-Mame
Figure 5 - P.E.R. de Châlons sur Marne - prézonage des risques géotechniques liés à l'existence de cavités souterraines (1/50 000)
Tableau 1 - Inventaire des cavités souterraines du district de Châlons
Tableau 2- Inventaire des désordres liés à la présence de cavités souterraines sur le district de Châlons
Planche hors texte - P.E.R. de Châlons sur Mame - Prézonage des risques géotechniques liés à l'existence de cavités souterraines (1/10 000)
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 - Extraction de la craie en galeries horizontales
Annexe 2 - Carrières souterraines de la me du Télégraphe - Plan de masse
Annexe 3 - Carrières souterraines de la me du Télégraphe - Profd en long
Annexe 4 - Plan de la ville de Châlons en 1827
Annexe 5 - Plan de la ville de Châlons à la fin du 19^ siècle D.D.E. MARNE
PLAN D'EXPOSITION AUX RISQUES DU DISTRICT DE CHALONS SUR MARNE
PREZONAGE DES RISQUES GEOTECHNIQUES LIES A L'EXISTENCE DE CAVITES SOUTERRAINES
I. SIMON
R 34845 CHA 4S 92 AVRIL 1992
RESUME
Dans le cadre de 1' établissement du Plan d'Exposition aux Risques sur le district de Châlons-sur-Mame, (communes de Châlons-sur-Mame, Coolus, Compertrix, Fagnières, Recy, St Martin-sur-le Pré, St Memmie, Sarry), le B.R.G.M. Champagne-Ardenne a réalisé, pour la Direction Départementale de l'Equipement de la Mame, une étude de prézonage des risques géotechniques liés à la présence de cavités souterraines.
Une carte des zones à risques au 1/10 0(X) a été élaborée, représentant la synthèse des données topographiques, hydrogéologiques et historiques, ainsi que le recensement des cavités souterraines de toutes natures (carrières de craie, caves, soutenons militaires, etc.). INTRODUCTION
Dans le cadre de l'élaboration du Plan d'Exposition aux Risques du District de Châlons, (communes de Châlons-sur-Mame, Compertrix, Coolus, Fagnières, Recy, Saint-Memmie, Saint-Martin-sur-le-pré, Sarry), la Direction Départementale de l'Equipement de la Marne a confié au BRGM Champagne-Ardenne une étude de zonage des risques géotechniques liés à l'existence de cavités souterraines. Cette étude est motivée par un contexte géologique et hydrogéologique favorable à la présence dans le sous-sol de caves, carrières souterraines et galeries.
Un grand nombre d'informations a pu être obtenu grâce à des recherches dans les archives municipales et départementales, à une enquête auprès des municipalités concemées, des organismes de protection et de secours (pompiers, gendarmerie, etc..) du Service des Antiquités Historiques, etc..
Les informations recueillies ont été reportées sur un plan du District au 1/50 000 et correlées avec les données géologiques et hydrogéologiques. Elles ont permis de distinguer plusieurs zones à risques liés à l'existence de cavités souterraines.
1 - SITUATION DE L'ETUDE
La zone d'étude conceme le district de Châlons-sur-Mame, c'est à dire les huit communes suivantes : Chalons-sur-Mame, Compertrix, Coolus, Fagnières, Recy, St-Memmie, St-Martin-sur-le-Pré, Sarry.
(Figures 1 et 2). 2 Figure 1 Sît u at ion de l'étu de
S.G.R. Champagne-Ardenne. Figure 2 *rNÍ*i y rüW^ ?%lS' Martin Íí^'>^-A ,îî^ /"«'«"«.Ví^ Moni rfeV* Savelonni « ^ "C: & ] i\ f>lZ^X^/^^^^^Í-í:^^^=.---'^<>7.l' Tvm/i I, Limpk 'A\r\ f«f Haut >] S^;-^ Tourrtiérft \^ CONTOURS ADMINISTRATIFS DES HUIT ftf^i, L f mil Nwi if Moni^ la Croúj COMMUNES DU DISTRICT DE CHALONS
: .. , -\ Mont deASrbn ECHELLE 1/50 000
3jfd}/ei ^ej*issetc^ Hadons j ? /íaífí'f' . Sir y ^^7 1 ¿Pomp. SouvetAf^\J B»' / il ^ l J*/á \tMadiUft .. \laCrw>detA nTour ^3 Ch*mpd9 te Morir ^ ^_^j^x*j Cr»ijier\\ r^^,» y^ 4. ^dlM 1/ h Hoys 'u COQUilíi YM y /« Crsfirê jcll -^A B7Í» Chiea Martij "VCÏMaijonl sur-le-Rié VV" K x/ /## ff^Ço/ti/'/ giPagnieres ? /NA' -^^^^¿^v bMonij M /«f Croirëttety c^-: ¡eCherki 7 , f^dS^^''^^ MeîJ> '.t/-J 1J\I! .ft JÂRi\ltMi«|/j"""*"! Yillée '«a \) i« Bout Cheniert ^ . In TerreiX S"" «" \A ^!i St'Pterrt Fiantes^ Uichel \,^ la VaiÙe In '\ de Longevas^.. le Mont d'Asson longeva» f tVr^^' ' i^-U^hámpyl^^tA ' "'Coolusláfi \ la Varoe^ ii^'^^^ Qwiiy ^^¿<^^^Mont ^JPP. /^î\ -^\ - ^* iyt. VaSiéey ^- y WA/^ ^ C-^i* y H. Michel Cotû ''¿a>rtm_;#^ w^ 'fer \e^ itéi^jinf ^ ^ l'Évangile y ^( \ '.-^A^/^ïi^'' le Mont Mulet\£^' J^ -\' ^i**^ r \^A.yfJ 123 I Voi« I«s Vach Vfont Cimet > 'm jr®^v:-\ AAf^ A^ / //r T*' / / / /I \, '/ "^ "K-.-'^-.^^^-Ovv es Communes/. JÍ^'^>:'-\íAA A^ A^ I t/i J. vC ff r // \ «!./ i MarnèSc ^ -!2QsV Kles Grande^ . VI '^ \\ ^^ "*- 'Á. "ÇV\ '* Nouirat ''^Noti«-CU«n« FnM V-" / te MoMm P\l 0 171 ,==-=='% rh<*wí"t 2 - CONTEXTE MORPHOLOGIQUE, GEOLOGIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE 2.1 - MORPHOLOGIE. TOPOGRAPHIE (Figure 3) Le district de Châlons-sur-Mame est traversé par la vallée de la Marne selon un axe Sud Est-Nord Ouest. C'est une plaine de 2 à 3 km de large, ayant une altitude de 84 à 90 m NGF en amont de Châlons, de 78 à 85 m NGF en aval, à Recy. De part et d'autre de cette vallée, de petites collines entrecoupées de vallons se succèdent selon un axe perpendiculaire à la vallée de la Marne. Culminant à 150 m NGF au Mont Pépin, en rive droite de la Mame, ces collines s'amortissent doucement vers la plaine alluviale. En rive gauche, les collines culminent à 132 m, s'arrétant brusquement sur une falaise dominant la vallée. 2.2 - GEOLOGIE (Figure 4) Du point de vue géologique, la zone étudiée est constituée d'un substratum crayeux daté du Crétacé supérieur, recouvert de formations superficielles récentes : alluvions dans la vallée de la Mame, "graveluches" dans les vallons. , La craie du Sénonien-Santonien, blanche à grise, assez tendre, est constituée de gros bancs (0,5 à 1 m d'épaisseur)d'où son exploitation en carrières. Cette formation est affectée de nombreuses diaclases, découpant la roche en gros blocs. Dans certaines zones (flancs de vallons), la craie superficielle a été altérée fortement par des phénomènes périglaciaires, fragmentant la craie en éléments plus ou moins grossiers, anguleux. Ces dépots, appelés généralement "graveluche" peuvent atteindre 5 à 10 m d'épaisseur. Les alluvions anciennes et actuelles de la Marne recouvrent la craie dans la vallée de la Mame, sur une épaisseur de 5 à 10 m. Les alluvions anciennes sont constituées de galets et graviers calcaires. Figure 3 CARTE PIEZOHETRIQUE DE LA NAPPE DE LA CRAIE ET DES ALLUVIONS DANS LE DISTRICT DE CHALONS-SUR-HARNE Sens d'écoulement de la nappe Courbe piézométrique extrapolée Courbe topographique + 90 m NGF Courbe Isobathe du toit de la nappe (10 m) nÊXEïzto-ll 6 Figure 4 íríHouÚtt Toumtrrkl CARTE GEOLOGIQUE DU DISTRICT DE Im *.«•>' CHALONS-SUR-MARNE LEGENDE FORMATIONS SUPERFICIELLES (colluvions, "graveluches") if! HâVfl dU Midi ¿¿¿¿J \ \ \ 1 ALLUVIONS ANCIENNES ET RECENTES CRAIE DU Santonien-Coniacien A \ ¡r \ lr Bpfi A tláadillmt ,^ vii* Chtmp d* ¡i- ¡cMa / '^ ••" v \ rj« 11 ./ / tm liant ¡HuntyL / /A « 1 âS ¡«Sonne u RI Mot «•i i -?^/ m ^^ y* t r - Echelle : 1/50 000 l Elles sont en partie masquées dans la vallée par des alluvions actuelles constituées de limons, d'argile et de sables calcaires fins. Leur épaisseur est très variable (2 à 3 mètres à moins d'un mètre). 2.3 - HYDROGEOLOGIE (Figure 3) Le substratum crayeux et les alluvions sont des horizons aquifères assez étendus et représentés sur l'ensemble de la zone étudiée. Dans les vallées, la nappe de la craie se raccorde insensiblement à celle des alluvions, formant alors un ensemble aquifère unique. La surface piézométrique de cette nappe épouse les formes topographiques tout en atténuant les irrégularités. La nappe est drainée, dans la zone considérée, par la vallée de la Mame. Les courbes piézométriques ont été reportées sur la figure 3. Cette carte a été établie à partir de documents existants et des données piézométriques de la Banque de Données du Sous-sol. La plupart des mesures sont en date d'Avril et Mai 1966, ce qui correspond à un niveau maximal de la nappe des années à pluviosité normale. Sur la partie Sud Ouest de Compertrix, les courbes figurent en pointillés ; elles ont été extrapolées à partir de données recueillies à des dates différentes. LES TYPES DE CAVITES SOUTERRAINES REGENCES DANS LE DISTRICT DE CHALONS Plusieurs types de cavités souterraines ont été observés sur le district de Châlons : les carrières de craie ("crayères"), les galeries (abris militaires), les caves. Les cavités ont été reportées sur la planche hors texte au 1/10 000 avec un numéro renvoyant au tableau 1 pour des informations complémentaires. Il n'a été tenu compte que des cavités dont l'existence est ou a été peu contestable grâce à des plans ou des écrits descriptifs précis. 3.1 - LES CARRIERES DE CRAIE Les anciennes carrières de craie, aussi appelées crayères, constituent le principal risque de cavités souterraines sur le district de Châlons. Deux types d'exploitation ont été observés : * l'exploitation par galeries horizontales à partir des flancs de coteaux à été possible, dans la zone étudiée, sur la rive gauche de la Mame. Ces galeries, de 4 à 6 m de large sur environ 4 m de haut, étaient creusées perpendiculairement à la falaise sur une longueur de 1(X) à 200 m maximum, puis des galeries latérales étaient creusées créant un réseau maillé de galeries (annexe 1). Dans ce type d'exploitation des piliers de 1 à 2 m d'épaisseur étaient laissés de façon à soutenir la voûte. Des cheminées d'aération pyramidales ont été creusées jusqu'à la surface. On arrive alors à un pourcentage de vide (taux de défruitement) de 60 à 75%. Certaines de ces exploitations sont d'origine gallo-romaine. Cependant, la plupart ont été creusées et aménagées au 19^ siècle dans le but de stocker les réserves de champagne. Ces cavités sont toujours exploitées, pour la plupart, par les maisons de champagne (voir tableau la). Les risques géotechniques dûs à la présence de ces cavités sont plus faibles que dans le cas des crayères traditionnelles. Ces galeries sont en effet visitées régulièrement, elles sont entretenues et des plans d'ensemble existent. * les crayères traditionnelles, de forme pyramidale, sont creusées sur les buttes. Des puits d'accès de section rectangulaire, de 1 à 2 m de coté et de 2 à 3 m de haut, permettaient d'extraire les blocs de craie. La paroi du puits est généralement maçonnée de façon à soutenir les terrains superficiels. Leur profondeur, sur la zone étudiée, est de 10 à 20 m. La base de la pyramide, carrée ou hexagonale, atteint 10 à 20 m de large. Dans le cas d'exploitation de grande envergure, plusieurs pyramides étaient creusées les unes à coté des autres, reliées entre elles par des galeries. Une carrière de ce type est visitable au "Mont Saint Michel", rue du Télégraphe. D'après les plans en notre possession, la surface de cette carrière est de 7000 m^, ce qui représenterait un volume de vide de 40(K)0 à 45000 m^ environ (annexes 2 et 3). D'autres entrées de carrières sont situées le long du Chemin de Melette et sur le Mont Hery. Des crayères plus ou moins remblayées ou dont l'entrée a été condamnée ont également été recensées (tableau 1) soit lors de travaux, soit par des documents d'archives. Par exemple, des vides, probablement dûs à d'anciennes carrières souterraines, ont été mis en évidence lors de travaux le long de la déviation de la RN 44. Les crayères sont progressivement fermées à partir du milieu du 18è siècle. Seules subsistent les carrières à ciel ouvert. Cette craie, de moindre qualité, servait à empierrer les chemins. 3.2 - LES GALERIES SOUTERRAINES Des ouvrages militaires souterrains ont été recensés sur le district de Châlons : - une galerie partant de la Place Ste Croix sous le Boulevard Vaubécourt ; d'après les archives, ces galeries ont été comblées en 1924, - un abri militaire sous les Quinconces Gouraud, - une galerie à proximité de la me du Général Féry, - un souterrain sur la commune de Coolus ; les entrées sont éboulées. Il n'est pas impossible que d'autres galeries de ce type existent dans la zone d'étude, en particulier sous le domaine foncier de l'armée. Il existe également une petite galerie sous l'église de St Memmie, à 2,50 m de profondeur environ. 3.3 - LES CAVES Sous le centre historique de Châlons, il existe des caves de maisons particulières (avec un niveau sous le sol actuel soit une profondeur de 3 à 4 m) ou des caves à caractère commercial (anciennes caves du marché couvert). On peut également classer dans cette catégorie les anciennes glacières. Comme son nom l'indique, la glacière était une cave, avec deux entrées très étroites, dans laquelle était stockée la glace en hiver. Une seule a pu être localisée mais il en existe certainement d'autres. 10 3.4 - AUTRES CAVITES D'autres cavités diverses ont été recensées : - une crypte sous la cathédrale, - un tunnel sous la Mame, au Sud de "la Pénétrante" entre l'ancienne usine des Eaux et la nouvelle, - les anciennes galeries de drainage pour l'alimentation en eau potable de Châlons (elles ont été rebouchées dans les années 1930). D'autre part, aucun élément d'information ne permet d'envisager l'existence sur la zone d'étude de cavités naturelles de type karstique. 4 - ETABLISSEMENT DE LA CARTE DE ZONAGE DES RISQUES LIES A LA PRESENCE DE CAVITES SOUTERRAINES 4.1 - METHODOLOGIE Pour établir une carte des zones à risques géotechniques liés à la présence des cavités souterraines, plusieurs facteurs ont été pris en compte : les données géologiques, hydrogéologiques, climatologiques et archéologiques. Il faut considérer que les cavités souterraines n'ont pu être creusées autrefois par l'homme que dans un terrain sec, c'est-à-dire au-dessus du niveau maximal de la nappe, les années à pluviosité normale. Cette épaisseur de terrain, appelée zone non-saturée, est le principal critère à prendre en compte. L'extension de la ville de Châlons au cours des siècles passés est également un facteur important. En effet, les souterrains de nature historique sont situés sous les quartiers anciens et les carrières souterraines étaient localisées sur les voies d'accès à la ville, à une distance la plus faible possible. Nous avons pu constater une bonne corrélation entre ces hypothèses de départ et la répartition des cavités souterraines connues. TABLEAU : la INVENTAIRE DES CAVITES SOUTERRAINES DU DISTRICT DE CHALONS N° TYPE DE CAVITE LOCALISATION ETAT/UTILISATION PLAN PERSONNE OU ORGANISME A CONTACTER 1 Carrière dç craie Rue Basse.de Visitable oui Mr RIBERE galeries horizontales Compertrix 2 Caririère dç craie Rue Basse, de Visitable oui Champagne DUVAL LEROY galeries horizontales Compertrix Stockage 3 Carrière dç craie Rue Basse.de Visitable UNI Champagne galeries horizontales Compertrix Stockage 4 Carrière dç craie Avenue Jeanne Visitable oui Champagne RAPENAUD galeries horizontales d'Arc Stockage 5 Carrière dç craie Avenue Jeanne Visitable Champagne DOCQUET JEANMAIRE galeries horizontales d'Arc Stockage 6 Carrière dç craie Avenue de Paris Visitable oui Champagne JOSEPH PERRIER galeries horizontales Stockage 7 Carrière dç craie Avenue de Paris Visitable Mme ROUGHOLE galeries horizontales 8 Carrière dç craie Avenue de Paris Visitable Champagne LEBRUN galeries horizontales Stockage 9 Carï"ière dç craie Avenue de Paris Visitable oui Champagne LAURENT PERRIER galeries horizontales Stockage 10 Caririère dç craie Fagnières Visitable Mr REMY galeries horizontales 11 Carrièrç de craie ^Rue du Visitable oui Mairie de CHALONS pyramidale Télégraphe Depot ordures 12 Carrièrç de craie Chemin de Visitable POMPIERS pyramidale Melette 13 Carrièrç de craie SARRY RD 1 Visitable Mairie de SARRY pyramidale 14 Carrièrç de craie ST MEMMIE Remblayée DDE pyramidale RN 44 15 Carrièrç de craie CHALONS Non remblayée photo DDE pyramidale RN 44 16 Carrièrç de craie CHALONS Remblayée DDE pyramidale RN 44 TABLEAU : lb INVENTAIRE DES CAVITES SOUTERRAINES DU DISTRICT DE CHALONS N° TYPE DE CAVITE LOCALISATION ETAT/UTILISATION PLAN PERSONNE OU ORGANISME A CONTACTER 17 Carrièrç de craie CHALONS Vides DDE pyramidale RN 44 18 Carrièrç de craie CHALONS Visitable POMPIERS pyramidale RN 44 19 Carrièrç de craie ST MARTIN Remblayée DDE pyramidale RN 44 20 Carrièrç de craie RECY Remblayée Mairie de RECY pyramidale (poste EDF) 21 Carrièrç de craie ST MEMMIE Remblayée Mairie de ST MEMMIE pyramidale Avenue de Metz 22 Carrièrç de craie ST MEMMIE Non remblayée Mairie de ST MEMMIE pyramidale RN 3 23 Carrièrç de craie ST MEMMIE Remblayée Mairie de ST MEMMIE pyramidale RN 3 24 Carrièrç de craie Chemin du Fermée POMPIERS pyramidale Mont Bernard 25 Carrièrç de craie Caserne Février Vides d'après Banque de Données du Sous-Sol pyramidale Rue Camp Attila sondages BACHY 26 Carrièrç de craie Ancien. asile Inconnu Archives Départementales pyramidale d* alienes 27 Souterrain militaire Rue Général Féry Inconnu POMPIERS 28 Souterrain militaire Quiconces Inconnu Archives Départementales Gouraud 29 Souterrain militaire Bd. Vaubécourt Remblayé Archives Départementales 30 Souterrain militaire COOLUS Fermé Mairie de COOLUS Route Compertrix 31 Crypte Sous la. Visitable Cathédrale 32 Souteçrain sous ST MEMMIE Inconnu Sçrvicç des Antiquités l' église Grande Rue Historiques TABLEAU : le INVENTAIRE DES CAVITES SOUTERRAINES DU DISTRICT DE CHALONS N° TYPE DE CAVITE LOCALISATION ETAT/UTILISATION PLAN PERSONNE OU ORGANISME A CONTACTER 33 Tunnel sous la Marne CHALONS Visitable Usine des eaux 34 Galeriçs de l'ancien¬ Rue basse.de Remblayées Archives Départementales ne usine des eaux Compertrix 35 Glacière Ecolç noripale Inconnu Archives Départementales institutrices 36 Caves du marché Rue Thiers Inconnu Archives Départementales couvert TABLEAU INVENTAIRE DES DESORDRES LIES A LA PRESENCE DE CAVITES SOUTERRAINES SUR LE DISTRICT DE CHALONS 00 N° TYPE DE DESORDRE LOCALISATION CAUSE ETAT ACTUEL ORGANISME A CONTACTER 19 Effondrement CHALONS Carrière souterraine Remblayée DDE RN 44 37 Effondrement ST MEMMIE Carrière souterraine Actif Mairie de SARRY RD 1 38 Effondrement SARRY Campagne sismique ? Pas (Je nouvçlle Mairie de SARRY RD 8 manifestation 14 4.2 - DONNEES HYDROGEOLOGIOUES ET CLIMATOLOGIQUES La différence entre la topographie du sol et la piézométrie de la nappe permet d'obtenir l'épaisseur de la zone non-saturée ou la profondeur de la nappe(figure 3). Nous savons, d'après les descriptions de méthode de travail des carriers, que ceux-ci recherchaient une épaisseur de craie hors nappe de 10 à 15 m au minimum. La courbe isobathe, 10 m de la nappe, a été établie. Elle suit sensiblement la courbe de niveau + 90 m NGF qui a été surlignée (figure 3). En-dessous de cette cote, la zone non- saturée est généralement inférieure à 10 m : l'existence de carrières souterraines est fortement improbable. D'autre part, les recherches bibliographiques effectuées sur le passé climatologique de la région montrent que le climat actuel est sensiblement le même que celui qui régnait à l'époque Gallo-romaine. Il semble donc exclu de rencontrer des cavités sous le niveau actuel de la nappe. 4.3 - DONNEES HISTORIQUES La ville de Châlons-sur-Mame a été établie au début de l'ère chrétienne. Peu étendue jusqu'à la fin du 19^ siècle, la ville est restée concentrée dans son enceinte médiévale, avec des quartiers habités en rive gauche de la Mame, au pied du Mont St Michel et autour du village de St Memmie (annexe 4 et 5). C'est uniquement dans cette zone que peuvent être localisées des cavités souterraines à caractère historique (crypte, souterrains, glacières, etc.). D'autre part, les plans de Châlons au 19è siècle donnent un aperçu des chemins d'accès à la ville. Les routes arrivaient principalement à la porte St Jacques, à la porte St Jean, ainsi qu'au pont de la Marne pour les accès par la rive gauche. Cette remarque est d'importance pour localiser les sites possibles de carrières de craie. Celles-ci étaient situées près de la ville avec un accès facile, afin d'acheminer aisément le matériau vers sa destination d'utilisation. D'ailleurs, le développement au cours du 19è siècle du réseau fluvial et des chemins de fer, a permis d'acheminer du matériau de construction de meilleur qualité (calcaire, meulière) aboutissant à la fermeture des carrières de craie. Il n'a subsisté que les carrières à ciel ouvert, la craie concassée servant à remblayer les chemins communaux. 15 Enfin, les guerres franco-allemandes ont inffluencé l'évolution de l'agglomération chalonnaise, par l'installation de plusieurs casemes. Trois abris militaires ont pu être recensés. Toutefois, n'ayant pu obtenir d'informations de la part de l'Armée de Terre, il n'est pas impossible que des souterrains existent sous son domaine foncier. En ce qui conceme l'existence de sapes de la guerre 14-18, ou de tranchées, le front était localisé plus au Nord, ce qui réduit le risque de cavités de ce type. 4.4 - ZONAGE DES RISQUES PREVISIBLES La carte de zonage des risques géotechniques liés à l'existence de cavités souterraines est la synthèse de toutes les informations recueillies (figure 5 et planche hors texte). 4.4.1 - ZONE A RISQUES TRES ELEVES Cette zone correspond à un risque majeur du fait de l'existence reconnue de carrières souterraines remblayées ou non. Tous les facteurs, topographiques, hydrogéologiques et historiques sont favorables à la présence de carrières souterraines. Il s'agit essentiellement de la butte du Mont St Michel et les petites buttes situées au Nord Est de Châlons ("Bel Air", le Mont Héry, la Cote Mahout, le Moulin Picot). 4.4.2 - ZONE A RISQUES ELEVES Il s'agit de zones où le risque de présence de cavités souterraines est réel, du fait du contexte hydrogéologique et historique. C'est, dans la plupart des cas, le prolongement des zones à risques très élevés. Figure 5 . ; P.E.R. DE CHALONS-SUR-MARNE PREZONAGE DES RISQUES GEOTECHNIQUES LIES A L'EXISTENCE DE CAVITES SOUTERRAINES RECENSEMENT DES CAVITES Carrière de craie visitable • Carrière de craie fermée Souterrains militaires LEGENDE Ç RISQUES DE CAVITES SOUTERRAINES Elevés à très élevés Moyens Faibles Ne'gligeables 17 4.4.3 - ZONE A RISQUES MOYENS Cette zone correspond aux quartiers anciens de la-ville de Châlons. Les cavités susceptibles d'être rencontrées sont de faible volume et à une profondeur maximale de 10 m. Il s'agit essentiellement de caves ou de souterrains historiques. 4.4.4 - ZONE A RISQUES FAIBLES Il s'agit d'une zone où les conditions hydrogéologiques et topographiques sont telles que la présence de carrières souterraines est possible. Toutefois, l'éloignement de la ville de Châlons, l'absence de chemins d'accès, font que la probabilité de rencontrer des cavités est faible. 4.4.5 - ZONE A RISQUES NEGLIGEABLES C'est la zone de la plaine alluviale de la Mame. Du fait de la nature géologique (alluvions), de la faible épaisseur de la zone non-saturée (< 10 m), la présence de cavités souterraines peut être considérée comme improbable. 4.5 - TYPES D'INVESTIGATIONS COMPLEMENTAIRES Dans les zones à risques géotechniques moyens, élevés et très élevés^ une recherche de cavités souterraines devra précéder les aménagements et constructions éventuelles, en fonction des projets envisagés. Outre la recherche d'informations sur le secteur considéré (archives municipales et départementales, données archéologiques...), plusieurs techniques adaptées pourront être utilisées. On distinguera deux types d'investigation fondés sur la densité de mesures. Pour les zones à risque élevés à très élevés, il est indispensable de recueillir des données selon un maillage très serré, par des méthodes linéaires. Compte tenu des outils et méthodes d'investigation disponibles à ce jour, on peut préconiser : - la microgravimétrie : ce type de prospection consiste à mesurer directement à la surface du sol, à l'aide d'un gravimètre, les variations locales du champ de pesanteur, et après interprétation, d'en déduire l'influence créée par un déficit local de masse à faible et moyenne profondeur, 18 le radar géologique : cette méthode d'exploration géophysique dérivée des radars aéronautiques se caractérise par une haute résolution et une faible pénétration. Elle trouve des applications de plus en plus nombreuses depuis le début des années 1980 et donne de très bons résultats pour la recherche de cavités et de tuyaux enterrés. Sa profondeur d'investigation dépend à la fois de la gamme de fréquence (10 m d'investigation pour une fréquence de 100 MHz en milieu carbonaté), du taux d'atténuation du milieu géologique et des performances de l'équipement. Les zones jugées à priori les plus suspectes aux termes des investigations utilisant l'une ou l'autre de ces techniques pourront alors être contrôlées par sondages mécaniques (ex : forages destructifs type wagon-drill). La réalisation de diagraphies et de photographies en forage (par caméra Vidéo-Couleur) viendront lever le doute sur la nature des anomalies rencontrées. Dans la zone à risques moyens, on peut considérer qu'une investigation à maillage plus lâche, par exemple par forages destmctifs au droit des fondations, est suffisante. 19 CONCLUSION Cette étude a permis d'établir une carte au 1/10 0(X) de zonage des risques géotechniques liés à la présence de cavités souterraines dans le sous-sol du district de Châlons-sur-Mame. Un recensement des cavités connues a été réalisé. Cinq zones de risques ont ensuite été définies en fonction des données hydrogéologiques et historiques. Elles caractérisent la probabilité plus ou moins forte de présence de cavités souterraines et leur type. Elles permettent d'orienter vers les types de reconnaissances géotechniques avant tous travaux d'aménagement et de constmction. Il demeure que la reconnaissance est à adapter aux spécificités de l'aménagement. ANNEXE 1 EXTRACTION DE LA CRAIE EN GALERIES HORIZONTALES EXTRACTION DU NOYAU CENTRAL GALERIE TRANSVERSALE ANNEXE 2 mtmm mirni K (tiALons m um amm mmnmi DE LA m w mmmt PLAN DE HASSE NUMERO 11 SUR LA PLANCHE HORS TEXTE £cAc// J7a/a : Z7 -6-r370 ANNEXE 3 pROf IL EH loni \m pehetraute mmt DES SALLES PERI PHEH IQUES DE (tlAlonS sun HAKtlE Z1.Z5.í (HÜÜIECES SOÜIERíMtlES £c/7&/U : I ^ "^ I DE LA ÜUE DÜ TELEÍKAPIIE Da/-a -.27-6 -1370 NUMERO 11 SUR LA PLANCHE HORS TEXTE SOL NATUREL (117.00 NGFJ Trappe. is:/^ /J.30 ANNEXE 4 "'- >^^^ PIM DE u VILLE DE IWf, ;^^% %: \\;>< ^; ] ANNEXE 5 PLAN DE LA VILLE DE CHALONS FIN 19è siècle L¿CCNDC . ' u ..<' .^' y P L A H y D E f.v \ i^ "=X .A^ % ^ > ^ . A- KrhrIU Jl O'.OIj p»ur W m.irr. ^^- -. ^^ \ ^ X-i Îil '><> ^J r^^ 1 -.A "H ^ >'" in i % 73- <^- C L» M.* »*»« I pw fV frf-lMT^ h-rm J^^ Hm^ M.'«ti-n.t(*-t>rr*Mi'-l'A