Les cavités souterraines abandonnées (hors mines) : un risque majeur en France

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La France, en raison de sa géologie, mais également de son histoire ancienne et de son développement industriel, renferme de très nombreuses cavités dans son sous-sol. Leur nombre atteint environ 500 000. Ces cavités souterraines, d’origine naturelle ou anthropique, constituent un risque majeur pour les aménagements en zone habitée en cas d’effondrement et peuvent parfois causer des victimes.

Les cavités naturelles proviennent pour l’essentiel de la dissolution plus ou moins rapide des roches carbonatées ou sulfatées. Ces cavités « karstiques », peuvent constituer un réseau de plusieurs kilomètres de boyaux et de salles, tout comme les cavités d’origine volcanique. Générées par l’érosion liée à la circulation de l’eau, des cavités de suffosion se développent par ailleurs plutôt dans des formations sédimentaires meubles.

Les vides anthropiques hors concessions minières regroupent : les carrières souterraines, les caves pour le remisage ou les activités agricoles voire industrielles, les cavités à usage d’habitation, les souterrains refuges, les sapes de guerre et ouvrages militaires surtout développés lors de la première guerre mondiale et enfin, les ouvrages civils.

Inventaire : autant de cavités naturelles qu’anthropiques

Sur les 174 500 cavités souterraines inventoriées par le BRGM en France (BDCavités), 46 % sont d’origine naturelle. La même proportion résulte d’activités humaines, tandis que pour 8 % d’entre elles l’origine reste indéterminée.

Types de cavités souterraines recensées en France
Types de cavités souterraines recensées en France

Source : BRGM, BD-Cavités, 2020

Traitement : SDES, 2020

Créées par l’Homme : une sur deux est une carrière

Au sein des 80 200 cavités anthropiques stricto sensu, près de la moitié d’entre elles correspondent à des carrières. Creusées dans le sous-sol, leur exploitation a permis d’en extraire les matières premières minérales nécessaires pour construire des bâtiments et des infrastructures, pour pourvoir l’industrie en ressources minérales, ou encore pour amender les sols et accroître ainsi les rendements agricoles.

Suivent ensuite les ouvrages civils et les caves, qui représentent chacun un peu plus d’un cinquième des cavités anthropiques. Les premiers regroupent des aqueducs, des tunnels routiers ou ferroviaires, des souterrains et abris refuges. Les seconds, de taille plus modeste, étaient essentiellement creusés pour le stockage ou l’habitat troglodytique. Enfin, les ouvrages militaires, les galeries et puits représentent ensemble un dixième des cavités creusées par l’Homme.

Types de cavités anthropiques recensées en France
Types de cavités anthropiques recensées en France

Une densité variable

La densité de cavités par département varie de une dans le département de l’Essonne à 22 300 en Seine-Maritime. Un cinquième des départements recensent plus de cavités sur leur territoire que la moyenne française établie à un peu plus de 1 800, soit une densité de trois cavités par km2. Trois départements se détachent cependant fortement en concentrant à eux seuls près de 30 % des cavités inventoriées : la Seine-Maritime (13 % des cavités, soit 35 cavités par km2), l’Eure (11 %, soit 32 cavités par km2) et le Doubs (3 %, soit 11 cavités par km2). La Dordogne et l’Indre-et-Loire recensent respectivement 5 % et 3 % des cavités (soit 9 cavités par km2).

De manière à mettre en exergue les cavités naturelles, cette catégorie fait l’objet d’une analyse séparée des deux autres par la suite.

Densité de cavités naturelles et anthropiques par département
Densité de cavités naturelles et anthropiques par département
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Densité de cavités naturelles et anthropiques par département

Source : BRGM, BD-Cavités, 2020

Traitement : SDES, 2020

Six départements concentrent un tiers des cavités naturelles

La répartition des 79 900 cavités naturelles à travers le territoire est proche de celle de l’ensemble des cavités. Un peu moins d’un tiers des départements recensent plus de cavités naturelles sur leur territoire que la moyenne française, soit un peu moins de 850 cavités et une densité de 1,4 cavité par km².

Densité de cavités naturelles par département
Densité de cavités naturelles par département

Source : BRGM, BD-Cavités, 2020

Traitement : SDES, 2020

En raison de leur sous-sol calcaire, six départements affichent plus de cinq cavités par km² : Doubs (10,7 cavités par km²), Dordogne (8,3), Hérault (6), Lozère (5,7), Jura (5,4), Alpes-Maritimes(5,3). Ensemble, ces six départements concentrent d’ailleurs un peu moins d’un tiers des cavités naturelles inventoriées en France.

Les autres surtout dans sept départements

Ensemble, les 80 200 cavités anthropiques et 14 400 cavités indéterminées sont plus concentrées sur l’ouest de la France, mais aussi en Alsace qui concentre nombre d’ouvrages militaires, ou encore dans les Hauts-de-France et en Normandie.
Sept départements en recensent plus de cinq par km² sur leur territoire, soit une densité au moins trois fois plus élevée que la densité moyenne en France (1,7 cavités par km²). Il s’agit des départements suivants : Seine-Maritime (32 cavités par km²), Eure (29), Indre-et-Loire (9), Loir-et-Cher (7), Somme, Haut-Rhin et Calvados (respectivement 5 chacun). Ensemble, ces sept départements concentrent un peu moins de 60 % des cavités anthropiques ou indéterminées inventoriées en France.

Densité de cavités anthropiques par département
Densité de cavités anthropiques par département

Source : BRGM, BD-Cavités, 2020

Traitement : SDES, 2020

Exposition liée au sous-sol

En matière de cavités naturelles, les régions calcaires sont les plus concernées (Alpes, Causses, Jura, Pyrénées), mais également les vastes ensembles gypseux de l’agglomération parisienne. En ce qui concerne les carrières souterraines, l’urbanisation ancienne de l’Île-de-France et du val de Loire (pierre à bâtir et gypse) en font des régions particulièrement affectées. Les marnières, petites carrières souterraines dans la craie servant à l’amendement des champs, sont fréquentes en Normandie et en Picardie. Cette dernière est également affectée par les ouvrages militaires souterrains abandonnés par les nombreuses lignes de front qui la traversaient lors de la première guerre mondiale. Enfin, les départements de la Lorraine, du Nord et du Pas-de-Calais recèlent un grand nombre de mines abandonnées.

Les cavités, en fonction de leur géométrie, de leur profondeur, de la nature des terrains encaissants et du recouvrement, de leur âge et de leur entretien, peuvent se révéler plus ou moins propices au développement d’instabilités en surface. L’usage consiste à classer les instabilités en trois grandes catégories fonction de l’ampleur ou de la brutalité du mouvement : les affaissements, les fontis, les effondrements généralisés. Ces phénomènes, souvent dommageables lorsqu’ils se produisent en zone habitée, peuvent également causer des victimes.

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