Risques d’effondrement de carrières souterraines en milieu urbain. De la prévention à la mise en sécurité : exemple de l’îlot Saint-Julien à Laon (02)

Risk of underground cavities collapse in urban areas – from prevention to securiting : the case study of the îlot St-Julien in Laon (France, 02)

¹ INERIS – Direction des risques du sol et du sous-sol BP n° 2 60550 Verneuil-en-Halatte jean-marc.watelet@ineris.fr, France.
² Service municipal des carrières de Laon 8, rue Sérurier 02000 Laon, France.
³ SEPIA 26, rue Ampère 91430 Igny be.sepia@free.fr, France.

Résumé

La ville de Laon (département de l’Aisne) dispose, depuis l’automne 2001, d’un Plan de prévention des risques naturels prévisibles (PPR) relatif aux mouvements de terrain. Le risque d’effondrement est lié à la présence de cavités souterraines abandonnées situées dans les calcaires lutétiens constituant l’entablement de la butte de Laon.

Dans le quartier dit « Saint-Julien » situé en plein centre-ville historique, le Service municipal des carrières a pu constater des désordres à caractère évolutif affectant les bâtiments de surface et les ouvrages souterrains correspondants. Une analyse géotechnique a établi que l’origine de ces désordres est directement imputable à la ruine de galeries creusées dans les niveaux de sables glauconieux constituant l’assise des bancs calcaires.

Il convient donc, pour assurer la sécurité des personnes et des biens en surface, de procéder au traitement du sous-sol en privilégiant le remblayage de ces cavités à l’origine des désordres. Ces travaux présentent cependant un caractère technique particulier lié à l’environnement urbain mais surtout à l’existence dans les galeries à traiter d’une couche épaisse de matière organique anthropique (ces galeries ayant servi jusqu’à récemment de fosses septiques) plus ou moins solidifiée et probablement très compressible.

Plusieurs solutions ont été étudiées pour mettre en œuvre une consolidation des galeries par injection de béton en plusieurs phases, en considérant que la couche d’excréments possède une capacité de consolidation comparable à une tourbe. Dans un deuxième temps, les galeries des niveaux supérieurs pourront, en fonction de leur état de dégradation, soit être remblayées à l’aide de mousse de résine expansive, soit confortées (maçonneries, cerclages...), de façon à être réutilisées.

Abstract

Since the autumn 2001 the city of Laon has of a Plan of Prevention of the Predictable Natural Risks concerning potential ground instabilities. The risk of collapse is connected to the presence of abandoned underground cavities located in lutetian limestones constituting the upper hard level of Laon’s hillock.

In the « St-Julien » district, the historical town centre, the Municipal Service of the Careers noticed disorders with evolutionary character affecting the buildings at ground level and the corresponding underground works. A geotechnical analysis established that the origin of these disorders is directly linked with the failure of galleries excavated in the levels of glauconian sands situated at the base of the calcareous benches. In order to garanty the security of people and structures in surface, one has to proceed to the treatment of the subsoil by privileging the backfilling of the cavities at the origin of the disorders. However these works take on a particular technical character because of the urban environment, especially the presence in galleries to be treated of a thick layer of anthropological organic matter (these galleries having been used until recently as septic tanks) more or less solidified and probably very compressible.

Several solutions were studied to operate a consolidation of galleries by concrete injection in several phases, by considering that the layer of excrements has a capacity of consolidation comparable to a peat. Then, the galleries of the upper levels can, according to their state of degradation, either be backfilled with expansive resin foam, or consolidated (masonries, hoopings...), so as to be reused.