Exemple d’impacts de l’arrêt de l’exploitation minière et de l’exhaure dans le bassin houiller de Faulquemont (Lorraine)

End of mining extraction and its induced underground water level rise : example of impacts in Faulquemont coal basin (Lorraine, France)

¹ INERIS, Direction des risques du sol et du sous-sol Parc technologique Alata BP n° 2 60550 Verneuil-en-Halatte marie.degas@ineris.fr, France.
² INERIS, Laboratoire Environnement Géomécanique et Ouvrages École des mines de Nancy Parc de Saurupt 54042 Nancy Cedex francis.wojtkowiak@ineris.fr, France.
³ Houillères du bassin de Lorraine Unité de gestion de l’environnement et du patrimoine industriel 2, rue de Metz 57802 Freyming-Merlebach Cedex michel.metz@hbl.fr, France.

Résumé

L’ensemble du volume des terrains affectés par une exploitation minière souterraine peut être considéré comme un réservoir aquifère qui, contrairement à un aquifère classique, n’est pas matérialisé par des limites physiques bien définies. Il correspond en effet au volume des vides dus à la fracturation naturelle et celle induite par l’exploitation, à la porosité matricielle du massif, ainsi qu’au volume des vides miniers résiduels. Cette communication présente en premier lieu les résultats de deux méthodes d’évaluation des vides miniers résiduels appliquées à l’étude du bassin de Faulquemont et les compare au volume d’eau nécessaire à l’ennoyage de ce bassin. La deuxième partie de cette communication s’intéresse aux éventuels effets sur la stabilité des terrains de surface de la remontée des eaux dans ce même bassin. En effet, des études menées concernant respectivement aux Pays-Bas, en Allemagne et, plus récemment, en France ont mis clairement en évidence que la remontée des eaux après l’arrêt de l’exhaure minière peut générer un soulèvement des terrains. Les observations faites en Lorraine dans le secteur de Faulquemont, où la remontée des eaux est stabilisée, donnent des résultats similaires. Aucune conséquence sur le bâti et les infrastructures n’a été constatée jusqu’à présent dans les bassins miniers soumis à ce phénomène.

Abstract

A rock-mass mined by underground exploitation can be assimilate as an aquifer reservoir which is not delimited by physical boundaries unlike a geological reservoir. In fact, this ground-water reservoir includes the residual mining voids and mining works (drifts, shafts, galleries), natural porosity (interstitial porosity and of the natural discontinuities) of the fractured rock-mass, including the fracturation induced by mining. Firstly, this communication present the results obtained with two different methods used to evaluate the total volume of the residual mining voids and compare these results with the volume of water flooding calculated from the curve of the underground water level rise measured in the Faulquemont coal basin (Lorraine). The second part of this communication explains the effects of water level rise on the stability of the surface. Indeed, the water level recovery, when pumping is stopped, can induce a rise of ground level. The studies concerning mining respectively in The Netherlands and in Germany highlighted this phenomenon. The observations made also in the district of Faulquemont, where the works flooding has been stabilised, give similar results. No consequence on buildings and surface infrastructures due to this phenomenon has yet been noticed.