DEPARTEMENT DE LA GIRONDE CONSEIL GENERAL DE LA GIRONDE COMMUNE DE CAMARSAC DIAGNOSTIC DE STABILITE DE LA CARRIERE SOUTERRAINE ABANDONNEE A L'APLOMB DE LA RD 13 AU LIEU-DIT "FILLET" R 30303 AQI 4S 89 Pessac, décembre 1989 BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL Service Géologique Régional Aquitaine Avenue du Docteur-Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC Tél. 56 80 69 00 - Télex 540030 OGETEL - REF 128 - I - CARRIERE SOUTERRAINE ABANDONNEE A L'APLOMB DE LA RD 13, LIEU-DIT "FILLET", COMMUNE DE CAMARSAC DIAGNOSTIC DE STABILITE CONFORTEMENT A METTRE EN OEUVRE RESUME A la demande du Conseil Général de la Gironde, le B.R.G.M. Aquitaine a réalisé l'étude de stabilité de la zone de carrière souterraine aban­ donnée située à l'aplomb de la RD 13 sur la commune de Camarsac (Gironde). Le diagnostic de stabilité a été défini par les investigations suivantes : - Relevé de la fracturation géologique et des désordres mécaniques dans la carrière. - Caractérisation de l'état de dégradation des piliers par auscultation ultrasonique. Les résultats sont les suivants : - Les désordres mécaniques affectant le toit des galeries ou les piliers sont peu nombreux et de faible importance. - Les relevés géologiques révèlent une karstification importante, en particulier dans la zone où le recouvrement est le moins épais. - L'auscultation ultrasonique n'a pas révélé de dégradation importante des piliers. - Le calcul de stabilité globale par la méthode de l'aire tributaire indique que la stabilité de la carrière est assurée au droit de la RD 13. Compte tenu de ces résultats, nous proposons d'une part le remblayage de la zone de carrière située au droit du carrefour RD 13 - VC 7, où le cerveau est faible et intensément karstifié, d'autre part, une visite régulière (semestrielle ou annuelle) pour suivre l'évolution de la carrière. - II - SOMMAIRE Pages RESUME I SOMMAIRE .... .... II INTRODUCTION 'vÍ*V¿-.£í^^.V¿í .. V,Í... ."'... 1 1 - CADRE GEOGRAPHIQUE ET ENVIRONNEMENT DE LA CARRIERE ,,,...,,.. 2 2 - CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DE LA ZONE ETUDIEE 2 3 - CADRE GEOLOGIQUE ET STRUCTURAL 3 3.1 - Cadre hydrologique et hydrogéologique • 3 3.2- Cadre structural 4 3.3 - Caractères lithologiques et sedimentologiques du calcaire exploité ...;. 4 4 - CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET MECANIQUES DU CALCAIRE EXPLOITE 5 5 - RECONNAISSANCE DES DESORDRES MECANIQUES 7 5.1- Cartographie des désordres mécaniques visibles 7 5.2- Auscultation ultrasonique des piliers 8 6 - ANALYSE DE LA STABILITE 10 6.1 - Stabilité globale - modèle de l'aire tributaire 10 6.2- Coefficient de sécurité statique - risque de ruine .... 11 6.3 - Commentaires 11 7 - TRAVAUX DE CONFORTEMENT 14 CONCLUSION 15 BIBLIOGRAPHIE 16 - Ill - LISTE DES FIGURES Figure 1 - Plan de situation de la carrière étudiée Figure 2 - Situation topographique de la carrière étudiée Figure 3 - Carte en isopaches du recouvrement de la zone étudiée Figure 4 - Position lithostratigraphique des niveaux exploités Figure 5 - Répartition des piliers auscultés en fonction du CV % , :.:;^- ; et de l'écart de vitesse' VRP-^W¿¿y<:?^£¿JM¡ -H•• Figure 6 - Localisation"de la zone k'rexùilayer[/^•/•^•t'^*¿^~:-'l-^SvL^^ LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 - Valeurs moyennes des principaux paramètres physiques et mécaniques du calcaire exploité dans les carrières de Croignon (BRGM 1987) Tableau 2 - Résistance à la compression simple mesurée sur 20 prélèvements issus de la carrière Delair à Camarsac (CEBTP 1976)' Tableau 3 - Valeurs de la vitesse de référence VRP, de la vitesse moyenne VM et du taux de réception TR % Tableau 4 - Valeurs de la contrainte verticale statique Tableau 5 - Valeurs du coefficient de sécurité statique LISTE DES ANNEXES Annexe 1 - Plan de la carrière étudiée (échelle 1/200) - Observations géotechniques - Implantation des Pundit Annexe 2 - Résultats d'essais de laboratoire de la carrière DELAIR Annexe 3 - Auscultation ultrasonique des piliers - méthodologie Annexe 4 - Modèle de l'aire tributaire - Détermination d'un coefficient de sécurité \£I ST R O DU C TI ON La RD n* 13 au lieu-dit "Fillet", sur la commune de Camarsac, est située sur environ 250 m de longueur, au-dessus d'une carrière souterraine abandonnée. La présente étude a pour but d'établir un diagnostic de stabilité de la zone située sous la route départementale n' 13, afin de localiser les secteurs à risque et de définir les systèmes de surveillance ou les travaux de confortement nécessaires pour assurer la sécurité des usagers de cette route. - 2 - 1 - CADRE GEOGRAPHIQUE ET ENVIRONNEMENT DE LA CARRIERE La commune de Camarsac est située dans l'Entre-Deux-Mers, sur la route départementale n" 936 reliant Bordeaux à Branne (x = 386,5 ; y = 3284,3). La carrière étudiée s'étend sur la rive gauche de la vallée du Gestas, affluent de rive gauche de la Dordogne (fig. 1). Elle pénètre profondément ^yersljOuest sous une butte calcaire en"pente" douce d'environ 50 m de hauteur I(f igM)t:f ?&?. " ¿."': ¿?;I^^:S§H^^ Au-dessus de la zone étudiée, l'altitude varie entre 35 m et 42 m d'Est en Ouest. En surface le sol est occupé par. quelques champs, un terrain de sport, de nombreuses habitations ainsi qu'une église. Plusieurs voies communales et départementales sont situées sur l'emprise de cette carrière. La zone étudiée représente une superficie d'environ 2,5 ha. 2 - CARACTERES GEOMETRIQUES DE LA ZONE ETUDIEE (voir plan en annexe 1) A l'exception de l'extrémité Nord, plus haute de quelques mètres, l'altitude moyenne du toit des galeries varie entre 29 et 31 mètres. L'épaisseur du recouvrement s'échelonne entre 3,3 m au Nord et 13,9 m vers le Sud, avec un épaississement relativement régulier vers le S.S.O. (fig. 3). Cette carrière, exploitée par la méthode dite des chambres et petits piliers abandonnés, présente une géométrie assez irrégulière. Les piliers sont de taille et de forme variables, avec une section moyenne comprise entre 10 m2 et 15 m2 pour des portées généralement comprises entre 2 m et 3 m. La hauteur résiduelle des galeries, dont le tracé est relativement rectiligne, est le plus souvent comprise entre 2 m et 3m, atteignant localement 4 m voire 5 m. Fig. 1 - Plan de situation de la carrière étudiée E-S.E 0-N.O EES RD n°13 VC n°4 N.P. :nappe phréatique fcggg;:;::: Fig. 2 - Situation topographique de la carrière étudiée Fig. 3 - Carte en isopaches du recouvrement de la y.one étudiée - 3 - Le taux de défruitement (rapport de la surface des vides sur la surface totale) atteint la valeur maximale de 80 % en certains endroits. Toutefois, en raison de l'abondance d'îlots (ou stots) inexploités, la valeur moyenne est de l'ordre de 50 % à 55 % pour l'ensemble de la zone étudiée. L'îlot le plus étendu, situé sous l'église et le cimetière, s'étend sur environ 2 000 m2. Les autres stots sont, pour la plupart, situés sous l'emprise de bâtiments et des routes qui, de ce fait, sont faiblement sous-cavées. La partie Nord de la route départementale n° 13, à la hauteur du carrefour avec la V.C. nc 7, est localisée sur des vides plus étendus. 3 - CADRE GEOLOGIQUE ET STRUCTURAL (voir plan en annexe 1) 3.1 - Cadre hydrologique et hydrogéologique Une zone étendue du secteur étudié est ennoyée pendant une partie de l'année, en hiver et au printemps principalement. Le niveau piézométrique de la nappe phréatique semble osciller entre + 26 m et + 28 m NGF. Ceci implique que, vers le Sud principalement, les piliers se trouvent dans la zone de battement de la nappe parfois jusqu'aux 3/4 de leur hauteur résiduelle (fig, 2 et 4). Les infiltrations d'eau au toit des galeries sont étendues, abon­ dantes et actives même en période d'étiage. Ceci indique l'existence probable de nappes perchées situées dans les terrains de recouvrement de la carrière. Le cas du puits de la propriété Dubourdieu, qui est alimenté sans traverser le niveau exploité ni atteindre la nappe phréatique, confirme cette hypothèse. L'abondance et l'importance des concrétions et des dépôts carbonates, associés aux battements de la nappe et aux infiltrations d'eau, témoignent d'une dissolution vadose très active qui affecte les niveaux calcaires recouvrant la carrière. Elle s'accompagne d'un lessivage actif des pro­ duits argileux présents dans ces formations. » I +, LEGENDE Carrière souterraine (CS) F —I - Nappe phréatique (NP) |'i ' i| - Calcaire en banc compact 30- Eoa Calcaire karstifié Calcaire en stratifications ^ obliques (Oligocène sup.lb) Argiles Marno-calcaire Ôô - Oncolithes CROIGNON Fig. 4 - Position lithostratigraphique des niveaux exploités Coupes SI, S2, S3 dressées à partir des sondages SI, S2, S3 effectués par le CEBTP (1976) Coupe CROIGNON tirée de la thèse BRGM - C. BEAUFRERE (1987) - 4 - 3.2 - Cadre structural La vallée du Gestas correspond, entre Croignon et Camarsac, à l'exis­ tence d'un accident orienté N140-160" dont le compartiment S.O. se serait affaissé. L'orientation du réseau de fissures géologiques, relevé dans la carrière de direction privilégiée N120* - N130" est conforme à cette disposition. Les relevés effectués antérieurement dans les carrières voisines de Croignon, situées sous la D.20E ont donné des résultats similaires. Ce réseau, constitué de fissures dont la mise en place est ancienne et antérieure à l'ouverture de la carrière, est relativement dense. Les fissures parallèles à la direction principale apparaissent généralement tous les 2 à 5 m. Elles sont fréquemment continues sur plusieurs dizaines de mètres pour une épaisseur variant de quelques millimètres à plusieurs dizaines de centimètres. Dans ce dernier cas, il s'agit alors de véri­ tables chenaux karstiques, colmatés par un matériau argileux, localisés essentiellement à l'Est et au Nord de la zone étudiée.