DDE DE L'AIN

ETUDE DE SURFACE DES MOUVEMENTS DE

TERRAIN AFFECTANT LE SECTEUR

DE LA DOYE à NANTUA (01)

Caractéristiques d'une surveillance

inclinométrique du versant

R30537 RHA 4S 90 FEVRIER 1990

par P. CHAL1VAT

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

, 0 . . . M , , „ ,_ Service géologique régional Rhône-Alpes 29. boulevard du 11-Novembre 1918 - B.P. 6083 - 69604 VILLEURBANNE CEDEX

Tél.: 78.89.72.02

DDE DE L'AIN

ETUDE DE SURFACE DES MOUVEMENTS DE TERRAIN AFFECTANT

LE SECTEUR DE LA DOYE à NANTUA (01)

- CARACTERISTIQUES D'UNE SURVEILLANCE 1NCLIN0METRIQUE DU VERSANT -

RESUME

A la demande de la D.D.E. de l'Ain, le B.R.G.M., Service Régional Rhône-Alpes, a procédé à l'étude préliminaire des déformations concernant la zone de la Doye à Nantua (01) et leur possible relation avec l'affaissement progressif de la Barre des Fècles.

A partir d'une reconnaissance de surface des terrains et de l'organisation spatiale du réseau de déformation, une interprétation globale des phénomènes a été tentée ; les indices d'instabilité visibles dans les matériaux marneux résultent d'une combinaison de facteurs morphologiques et géologiques défavo­rables, qui sont :

- un pendage général de la stratification, combiné à un double réseau de fractures ;

- une épaisseur importante des formations marneuses, sensibles aux phéno­mènes de fluages, déconfinées par l'érosion d'origine glaciaire.

L'affaissement de la Barre des Fècles serait induit par l'instabilité des formations marneuses sous-jacentes.

Pour vérifier ce scénario, on propose la mise en place d'un réseau d'in-clinomètres ; leur suivi devra être assuré pendant une période de deux ans au minimum.

Parallèlement à la mise en place de cette surveillance globale du versant, on peut envisager l'exécution de travaux légers (végétalisation, drainage par drains subhorizontaux), qui auront pour but de contrôler la détérioration des talus situés immédiatement à l'amont du CD 74 et des sources de la Doye.

- 1 -

- SOMMAIRE -

Pages

I - INTRODUCTION 3

II - RAPPELS DES PRINCIPALES DONNEES GEOLOGIQUES, STRUCTURALES

ET RESULTATS DE LA SURVEILLANCE DES FECLES 4

11.1 - Rappels du contexte géostructural 4

11.1.1 - Géomorphologie - hydrologie 4

11.1.2 - Substratum rocheux et formations superfi­

cielles 6

11.1.3 - Données structurales importantes 10

11.2 - Surveillance des Fècles - Rappel des résultats 11

III - INDICES D'INSTABILITE AFFECTANT LE SECTEUR DE LA DOYE 12

IV - MECANISMES PROBABLES D'INSTABILITE 13

V - ORIENTATIONS FUTURES CONCERNANT LA SURVEILLANCE DU VERSANT

ET LES TRAVAUX DE CONFORTEMENT ENVISAGEABLES A COURT TERME 17

V.1 - Surveillance par inclinomètre 17

V.2 - Travaux de protection envisageables à court terme ' 20

VI - CONCLUSION 21

- 2 -

- TABLES DES FIGURES -

Pages

Figure 1 : Carte de situation de la zone étudiée 5

Figure 2 : Coupe géologique schématique au droit de la

Barre des Fècles 7

Figure 3 : Carte des formations superficielles 8

Figure 4 : Surfaces de glissement considérées dans l'étude de

stabilité 15

Figure 5 : Secteur de la Doye ; travaux de stabilisation 18

- ANNEXES -

Annexe 1 : Secteur de la Doye : indices d'instabilité, directions

principales des déformations.

Annexe 2 : Déplacements mesurés sur la Barre des Fècles par topométrie.

Annexe 3 : Calculs de stabilité.

- 3 -

I - INTRODUCTION

La Direction Départementale de l'Equipement de l'Ain a confié au B.R.G.M.,

Service Géologique Régional Rhône-Alpes, l'étude des déformations de la zone

de la Doye. Les terrains situés en amont de la source de la Doye sont en effet

connus pour leur instabilité, comme le prouvent les désordres affectant le

CD 74.

Au nord-ouest de cette zone sensible, se trouve la Barre des Fècles,

ensemble rocheux désolidarisé du plateau calcaire dominant Nantua. Le BRGM a

été missionné ces dernières années pour surveiller le déplacement des Fècles.

A partir des données ainsi recueillies, ainsi que d'une reconnaissance de

surface du secteur de la Doye (visite de terrain, examen des photos aérien­

nes), l'objectif du présent rapport est triple :

1 - Etudier les phénomènes d'instabilité affectant le secteur de la Doye.

2 — Préciser la relation entre les déformations enregistrées sur la Barre

des Fècles et celles observées aux sources de la Doye, afin de per­

mettre de définir les caractéristiques d'une auscultation des terrains

par inclinométrie ; elle aura pour objectif de connaître les vitesses

de déformations et la profondeur de la surface de rupture.

3 — Selon le diagnostic formulé en 2, définir le principe des travaux de

confortement réalisables sur le CD 74.

- 4 -

II - RAPPELS DES PRINCIPALES DONNEES GEOLOGIQUES, STRUCTURALES, et RESULTATS

DE LA SURVEILLANCE DES FECLES

II.1 - Rappels du contexte géostructural

11.1.1 - Géomorphologie - hydrologie

Le contexte géomorphologique et hydrologique a été décrit dans différents

rapports (BRGM 88 SGN 385 GEG ; BRGM 89 SGN 430 RHA) ; on rappellera ici les

éléments spécifiques à la zone d'étude.

Le plateau calcaire de "Don" domine la partie nord de la Cluse ; avec une

altitude de 900 mètres environ, il domine le secteur de la Doye et le CD 74 (à

la cote de 500 m dans leur partie la plus basse).

La Barre des Fècles, qui a fait l'objet, au cours de ces dernières années,

d'une surveillance particulière, est une partie désolidarisée du plateau qui

descend lentement, tout en se fragmentant, avec une vitesse actuellement de

l'ordre de 3 à 4 cm par an. Cet ensemble rocheux est long d'environ 450 m et

représente un volume estimé à 20 millions de mètres cubes. En contrebas de ces

falaises calcaires, pouvant atteindre une hauteur de 50 mètres, s'étendent des

reliefs à pente forte avec un dénivelle de 1 V pour 2.8 H à 1 V pour 1.2 H.

Ils ont été le plus souvent boisés artificiellement pour protéger les

habitations contre les chutes de rochers.

L'hydrologie de la zone étudiée est complexe ; la compréhension de l'orga­

nisation du cheminement des eaux souterraines et superficielles peut permet­

tre, moyennant la recherche d'informations complémentaires, de préciser les

mécanismes à l'origine des phénomènes d'instabilité. La source de la Doye,

localisée à l'ouest de la Barre des Fècles, constitue le seul exutoire perma­

nent pour les eaux souterraines ; elle a probablement une origine karstique,

compte tenu de la nature calcaire des terrains du substratum et de la confi-

- 5 -

CARTE DE SITUATION ECHELLE 1/50 000

Figure 1

7 •-•îPLy->7/Vf'**- :*

R 30537 RHA 4S 90

- 6 -

guration de la topographie au niveau de la résurgence. Plus à l'ouest, le

Merdanson constitue un fossé naturel qui collecte les eaux de ruissellement

superficiel ; en effet, son débit semble très lié aux intempéries affectant le

bassin versant. Ces deux cours d'eau sont partiellement canalisés en fond de

Cluse.

11.1.2 - Substratum rocheux et formations superficielles

* Le substratum :

La région de Nantua est constituée essentiellement de formations d'âge

jurassique moyen à supérieur qui donnent son aspect caractéristique au

paysage par une alternance de niveaux durs calcaires et de niveaux plus

tendres marno-calcaires.

Les falaises calcaires formant la Barre des Fècles sont du Jurassique

supérieur (Rauracien, Séquanien, Kimméridgien, Portlandien). Ces niveaux

forment d'ailleurs la plupart des falaises dominant la Cluse de Nantua.

Ils reposent sur des formations marneuses et marno-calcaires du Jurassique

supérieur (Oxfordien - Argovien) ; de couleur bleu à gris, ces dernières

se rencontrent près de la zone de la Doye et du CD 74, jusqu'au ruisseau

le Merdanson. Dans ces formations marneuses sont localisés des phénomènes

d'instabilité tels que glissements, fluages et ravinements, tandis que les

instabilités dans le domaine rocheux (chutes de blocs, effondrements) se

rencontrent principalement dans les niveaux calcaires sus-jacents.

(cf. rapport BRGM 89 SGN 430 RHA).

* Les formations superficielles :

Les figures 2 et 3 montrent respectivement une coupe géologique schémati­

que réalisée au droit de la Barre des Fècles et un extrait de la carte des

formations superficielles (cf. rapport 89 SGN 430 RHA). Les principales

formations rencontrées sont les suivantes :

FZ : Alluvions fluviatiles récentes ; de composition hétérométrique

COUPE GEOLOGIQUE SCHEMATIQUE AU DROIT DE LA BARRE DES FECLES

Altitude

1000

9oo-

800-

700-

600-NANTUA

500-

Fossé existont à I'arrière

c/e la Barre des Fëc/es

Eboulis (EC)

Calcaire (JC)

Altération superficielle #

des formations marneuses (C/M

Marno-calcaire

Stratification

noo-* Dénomination utilisée, dans lo Figure 3

i

100 zoo 300 wo 500 600 700 800 900 m

- 8 -Figure 3

CARTE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES

Repères NGFen km

l8S2.45 8S2.65 8S2.SS 853.OS 853.2S 353.45

-134.24

133.249E2.2S

-134.04

133.84

• - .64

S52.45 852.6S 352.85

Légende

SS3.OS 8S3.2S 8S3.45

Echelle 1/1OOOO

CF ^ H Coi/uvions de fond de vaf/éeFZ BBj Alluvions f/uvioti/es récentesFy jBiffl Dépôts fluvio-glaciairesX Jjjjjj Aménagements anthropiques

EX WÊm Eboa lis provoquésJE ^ B Cônes de déjection actifsEC WB Eboulis et co/iuv/ons de versant-^ ËMM Calcaires marneux, mornes et

leurs altérations superficielles

JC i l Calcaires

R 30537 RUA 4S 90

- 9 -

(blocs, galets à argiles), ces alluvions présentent un caractère

fluvio-lacustre avec alternance de sables et galets et- de lentilles

tourbeuses.

: Dépôts fluvio-glaciaires ; ils sont composés d'un cailloutis hétéro­

gène et de blocs calcaires émoussés dans une matrice marno-sableuse

brun gris. Ces sédiments apparaissent en reliques sur les paléosur­

faces bordant le réseau hydrographique actuel.

En amont de la Doye et du Borrey, aux sources de la Latte, ces for­

mations soulignent d'anciennes fractures. La teneur en argiles grises

est ici beaucoup plus importante.

: Colluvions de fond de vallon, elles s'accumulent au bas des pentes et

des têtes de vallée, entraînées par les eaux de ruissellement et la

gravité. De granulométrie très variable, elles comprennent toutefois

une proportion notable de fines. Le matériel issu du substratum

environnant est composé de calcaires anguleux et de marnes.

: Eboulis et colluvions de versants. Entre le lac et la ville de Nantua

d'une part et les plateaux qui les bordent, un nappage de débris cal­

caires masque sur de grandes étendues la partie inférieure de la

falaise. Ces éboulis sont stratifiés au fur et à mesure de leur mise

en place par gravité, en conservant une pente apparente d'environ 30

à 40°. Ils laissent toutefois entrevoir localement des vires du subs­

tratum jurassique. Les éboulis sont généralement triés de haut en bas

(les particules les plus fines au sommet). Ces éléments résultent

pour la plupart des phénomènes de gélifraction qui érode lentement la

falaise. De gros blocs épars jalonnent ces pentes en équilibre pré­

caire ou enchâssés par des apports plus récents. Ils témoignent d'un

autre mode d'érosion qui affecte la barre sommitale. Celle-ci, kars-

tifiée et fissurée, se décolle peu à peu et se désolidarise de la

falaise en provoquant des écroulements de blocs massifs. Ces derniers

entraînent dans leurs chutes des réactions en chaînes lorsque, plus

bas, l'équilibre des éboulis est rompu.

: Cônes de déjection actifs et éboulis vifs.

Du fait de l'érosion intense exercée sur la falaise, celle-ci fait

l'objet d'une géologie dynamique active dont l'évolution est sans

- 10 -

cesse observable. Les cônes de déjection et les éboulis vifs sont,

par leurs aspects, les plus représentatifs de cet état de fait.

Les éboulis et colluvions supérieurs retenus par des barres calcaires

sont canalisés par des entonnoirs naturels dans la roche, qu'ils

traversent avant de s'épandre en aval sous forme de cônes, ce qui les

distingue des éboulis vifs tout aussi instables et de même composi­

tion ; il s'agit pour l'essentiel de débris calcaires anguleux centi-

métriques à décimétriques.

JM : Produit de solifluxion. Sur les contreforts de la falaise dominant le

nord de la ville de Nantua, les marnes sont soumises à des phénomènes

de solifluxion en différents endroits. Le phénomène, toujours actuel,

a entraîné la détérioration ou la destruction de certains édifices

anthropiques (murs, habitats). Contrairement aux éboulis de calcai­

res, les produits de solifluxion à fort pourcentage de marnes glis­

sent en masse, à des vitesses lentes.

EX : Eboulis contrôlés. L'homme intervient parfois pour devancer des ébou-

lements ou écroulements naturels afin de prévenir tout accident. La

disposition des blocs est alors plus hétérogène.

>( : Aménagements anthropiques. En complémentarité des éboulis provoqués,

l'homme aménage des "barrages" et des "réservoirs" pour stopper 1er

chutes de rochers.

11.1.3 - Données structurales importantes

Le pendage moyen des formations du substratum est de l'ordre de 10° vers

l'ouest ; il apparaît nettement au niveau des falaises calcaires de la Barre

des Fècles. De plus, deux systèmes principaux de fractures ont été identi­

fiés :

- des fractures dont l'orientation varie de E-W à ENE-WSW avec un pendage

vertical ou voisin de la verticale ;

- des fractures dont l'orientation varie de N-S à NNW-SSE ; leur pendage

est également quasi-vertical.

- 11 -

La combinaison de ces deux réseaux, avec la stratigraphie, est la cause du

découpage en prisme de la falaise supérieure. Cette combinaison se retrouve

également dans les formations marneuses formant le soubassement de la Barre

des Fècles.

11.2 - Surveillance des Fècles - Rappel des résultats

L'affaissement général de la Barre des Fècles a été démontré et même quan­

tifié par topométrie terrestre, grâce au concours de l'IGN dans un premier

temps. Entre 1985 et 1986, on a mesuré un déplacement vertical de 4 cm ; entre

1986 et 1987, il a été de 3 cm. L'écroulement brutal de cet ensemble rocheux

n'est cependant pas à craindre à court terme ; néanmoins, il n'en est pas de

même pour un certain nombre de sous-colonnes latérales, pouvant atteindre

plusieurs centaines de m , elles-mêmes désolidarisées de la barre principale.

L'accent a donc été mis dans un passé récent sur la surveillance d'une colonne

située à l'extrémité orientale de la Barre des Fècles où un matériel de mesure

(capteurs de déplacements et températures), associé à un système de saisie

autonome et une chaîne de télétransmission, a été installé (cf. rapport BRGM

88 SGN 385 GEG).

Ces enregistrements en continu ont montré que les vitesses de déplacement

(horizontalement et verticalement) de la sous-colonne étudiée étaient supé­

rieures à celles de la Barre principale.

Le problème est maintenant de préciser la relation, si elle existe, entre

ces déplacements et les signes d'instabilité observés en partie basse (CD 74,

source de la Doye).

- 12 -

III - INDICES D'INSTABILITE AFFECTANT LE SECTEUR DE LA DOYE (Annexe 1)

La carte présentée dans l'annexe 1 synthétise les observations effectuées

au cours de visites sur le site. Elles concernent essentiellement les phé­

nomènes d'instabilité affectant les terrains marneux. Un certain nombre d'in­

formations complémentaires ont pu être recueillies auprès des services techni­

ques de la commune de Nantua (séquence des travaux réalisés le long du CD 74

et pour le captage de la Doye). La réalisation de photos aériennes par l'IGN

en 1989 a permis également de localiser les zones de déformations préféren­

tielles.

Les principaux indices d'instabilité sont les suivants :

* en partie basse, à l'extrémité nord-ouest du CD 74, un bourrelet est

visible au niveau d'un parking ; il s'est déclaré au printemps 1983 et

reste en évolution ;

* plus en amont de ce bourrelet existe une zone de terrasses partiellement

occupée par des jardins. Les murs de soutènement constituant ces ter­

rasses présentent par endroits des signes de déversement et de fissu­

ration importants ;

* en 1967, un remodelage des talus routiers le long du CD 74 a entraîné la

mise en place de massifs préfabriqués en béton. Ceux-ci présentent à

l'heure actuelle des signes de déformations ;

* entre la source de la Doye et la vieille ville, l'observation des dépla­

cements montre que le soutènement du CD 74 se rapproche progressivement

des habitations situées en aval (passerelle détériorée).

A la source de la Doye, le mur de, soutènement en pierres massives

reconstitué en 1987 présente aussi des signes de déformations.

* les talus dominant le CD 74 sont très érodés par manque de végétalisa-

tion :

- 13 -

* dans la partie amont, entre les cotes NGF 550 et 600, des décrochements

en marches d'escalier, dans les terrains marneux, sont une preuve sup­

plémentaire de l'instabilité naturelle du versant. Cette morphologie est

présente dans la partie nord-est de la zone étudiée qui n'est pas

directement dominée par la Barre des Fècles ; ces reliefs ne sont donc

pas imputables au mouvement de la barre supérieure mais ils sont vrai­

semblablement provoqués par les conditions hydrologiques locales et la

nature marneuse des terrains. Les matériaux marneux sont en effet connus

pour être sensibles aux phénomènes de fluage, c'est-à-dire à des

déformations lentes à contrainte constante. Une simple variation sai­

sonnière de la teneur en eau dans ces formations peut être à l'origine

de ces déformations. Ce phénomène est accentué sur ce site par la

présence d'un réseau de fracture particulièrement défavorable.

IV - LES MECANISMES PROBABLES D'INSTABILITE

A la lumière des informations collectées pour les besoins de cette étude,

les principaux éléments qui apparaissent sont les suivants :

* les formations marneuses constituant le soubassement de la falaise cal­

caire sont dans un état de stabilité précaire naturellement compte tenu

du contexte géomorphologique (pente, hydrologie) et géologique (factu­

ration, nature des matériaux) lorsqu'elles sont déconfinées. Cela est

visible dans des zones non soumises à l'action de surcharge de la Barre

des Fècles ;

* l'examen des cartes topographiques montre que l'épaisseur apparente des

formations marneuses mises à nu sur le territoire de la commune est la

plus importante au droit de la source de la Doye et du CD 74 ; cette

épaisseur diminue vers l'ouest, c'est-à-dire sous la Barre des Fècles,

où elle reste cependant importante. Au niveau du lac, ces couches mar­

neuses sont protégées par des éboulis ou autres formations superficiel-

- 14 -

les. Plus à l'est, ces formations sont plus stables en raison du pendage

de la stratification qui est favorable ; dans cette zone, dont la

morphologie a été façonnée par les glaciers, les terrains marneux ont

été découverts sur de faibles épaisseurs ;

* les actions anthropiques accélèrent les phénomènes d'érosion et de

glissement au niveau du CD 74.

En résumé, on peut conclure que les phénomènes d'instabilité (fluage),

visibles dans les matériaux marneux, résultent d'une combinaison de facteurs

morphologiques et géologiques défavorables qui sont :

- pendage général de la stratification,

- orientation du double réseau de fractures,

- épaisseur des formations marneuses, sensibles aux phénomènes de

fluage, déconfinées par l'érosion d'origine glaciaire,

L'affaissement de la barre calcaire supérieure serait par conséquent induit

par le glissement des formations marneuses sous-jacentes. Ce scénario d'évolu­

tion du versant reste cependant à vérifier par un système d'auscultation

approprié par inclinométrie. La définition des caractéristiques de cette sur­

veillance ainsi que la liste des mesures concrètes à prendre pour améliorer

localement la stabilité des terrains sont l'objet du prochain paragraphe.

* Résultats d'une étude de stabilité :

Une étude de stabilité a été réalisée grâce au logiciel CLARA, à partir

des données topographiques et géologiques actuellement disponibles. L'intérêt

de ce programme est de pouvoir estimer la stabilité d'un versant décrit par

ces 3 dimensions (X, Y, Z) ; un raisonnement plus classique sur des sections <

(x, z) ne peut pas, dans ce cas particulier, rendre compte du réseau de

déformations observé.

Pour réaliser cette approche tridimensionnelle, nous avons utilisé les

hypothèses suivantes :

- la surface de rupture est de type ellipsoïdal avec son grand axe dirigé

N-S ;

- 15 - Figure 4

SURFACES DE GLISSEMENT CONSIDEREES DANS L'ETUDE DE STABILITE

900-

800-

700-

600-

500-

1)00-

section â x=500 m

Eboulis et formations de pente

Calcaire

Marno- cokoire

Surface de rupture globale FS=1,0 par calage des propriétés mécaniques

Surface de rupture dans les formations marneuses

fS« 1

100 200 1"

300 ttOO 500 600 100 800 900

- 16 -

- les caractéristiques mécaniques des terrains modélisés sont :

| Altération

| marno-calc<

des

aires

formations (

Densité

2.4

2.3

1.9

Cohésion

C. * | C h • ' v

(T/m2)|(T/m2)

20.0 | 7.0

9.0 | 5.0

3.0 | 3.0

Frottement |

•h

45°

40°

25°

4> I vv '

35° |

25° |

25° |

* Les indices h et v signifient respectivement horizontal et vertical.

- des écoulements d'eau au-dessus des marnes considérées comme imperméa­

bles ;

- une anisotropie des propriétés mécaniques a été introduite dans les cal­

culs de stabilité pour prendre en compte la moindre résistance mécanique

des formations rocheuses le long des plans de fracturation subhorizon­

taux.

Cette approche simple démontre clairement que les surfaces de rupture les

plus critiques sont placées dans les formations marno-calcaires, les grandes

surfaces englobant l'ensemble du versant correspondent à des coefficients de

sécurité plus forts. Les caractéristiques mécaniques très médiocres des forma­

tions marneuses et la faible inclinaison de la surface de rupture par rapport

à l'horizontale, expliquent les résultats présentés ci-dessous :

cas | FS

Surface de rupture globale (fossé | 1.0

des Fècles = décrochement amont) | (calage des propriétés mécaniques)

Surface de rupture localisée dans | 0.6 - 0.7

les formations marneuses |

- 17 -

Les sphères de glissement étudiées possédaient les caractéristiques géomé­

triques suivantes :

* coordonnées du centre : X = 500 100 < Y < 240 940 < Z(NGF) < 1200

(cf. Annexe 3 pour un exemple des résultats obtenus par CLARA)

* altitude du plan tangent inférieur : 510 < Z(NGF) < 540

* étirement de la sphère mesuré par le rapport a/b avec :

a : longueur du petit axe de l'ellipse,

b : longueur du grand axe de l'ellipse pris dans la direction du

mouvement

0.5 < a/b < 0.9

V - ORIENTATIONS FUTURES CONCERNANT LA SURVEILLANCE DU VERSANT ET LES TRAVAUX

ENVISAGEABLES A COURT TERME

V.1 - Surveillance par inclinomètre

Elle aura pour objectif de vérifier les hypothèses présentées dans les

paragraphes précédents, c'est-à-dire :

* connaître la ou les profondeurs des surfaces de déformation,

* évaluer l'amplitude et les vitesses de déplacement le long de ces sur­

faces,

* mettre en relation le basculement de la Barre des Fècles (estimé par

topométrie) avec les phénomènes d'instabilité affectant les formations

marno-calcaires.

La mise en place d'inclinomètres profonds, implantés en tenant compte du

réseau de déformations observées, et leur suivi pendant une période minimum de

deux ans, permettront d'apporter des éléments de réponse à ces trois ques­

tions.

- 18 - Figure 5

\

SECTEUR DE LA DOYE ; TRAVAUX DE STABILISATION

Eboulis stabilisés et produits d'altération

Calcaires (Bathonien)

•i — i-l Calcaires marneux

o 50 iOO m i

R 30537 RHA 4S 90

- 19 -

Les inclinomètres permettent de surveiller, en forage, l'apparition ou le

développement d'une déformation sur une ou plusieurs surfaces de rupture. 11

faut pour cela réaliser des forages qui descendent au-delà de la surface de

rupture présumée.

Compte tenu du dénivelle entre le sommet du plateau calcaire et la ville

basse, des inclinomètres d'une longueur de 100 mètres au moins seront néces­

saires à mi-pente. On essaiera d'en réaliser deux, l'un, à l'ouest entre la

source de la Doye et l'ancienne colonne, l'autre, plus directement sous la

Barre des Fècles. Si les moyens financiers sont trop courts, on se contentera

du premier. Ce dispositif devra être complété par un inclinomètre court

(20 mètres au maximum), placé le long du CD 74. L'emplacement de ces trois

ouvrages est défini de façon approximative sur le plan de l'annexe 1 ; leur

position exacte sera fonction des conditions locales d'accès.

En fonction des premiers résultats obtenus en forage, il devra être pos­

sible techniquement de modifier le programme défini ci-dessus, d'où la néces­

sité d'un suivi spécifique des opérations de forages par un technicien

spécialisé qui devra guider l'équipe des sondeurs et prendre les décisions

concernant :

- la cote d'arrêt des sondages,

- les niveaux pour la prise d'échantillons qui sera fonction des terrains

rencontrés.

Ces forages profonds seront exécutés en destructifs dans les éboulis de

surface et en carottage dans les formations marno-calcaires. Tubes en continu,

ils devront permettre la réalisation de diagraphies et la pose d'inclinomètres

(0 48.5).

La partie supérieure des inclinomètres profonds devra être protégée sur 5

à 10 m environ, correspondant à l'épaisseur des éboulis, afin d'éviter un

cisaillement rapide des tubes au contact des formations marno-calcaires ; un

forage en 0 200 minimum pourra assurer cette protection.

Le coût approximatif pour ces travaux (un inclinomètre de 100 m et un de

- z o ­

zo m) sera de 300 000 F HT, y compris la réalisation de diagraphies (GAMMA

RAY, GAMMA-GAMMA, NEUTRON-NEUTRON) et l'enregistrement des paramètres de

forages.

V.2 - Travaux de protection envisageables à court terme

Ils n'auront pas pour but de conforter l'ensemble du versant, les mécanis­

mes à l'origine de l'instabilité globale étant toujours à l'étude. Par contre,

il est possible d'améliorer sensiblement le comportement local des talus domi­

nant le CD 74, notamment aux phénomènes d'érosion, par des procédés simples

tels que la végétalisation (technique de l'hydroseeding). De même, la mise en

place de drains subhorizontaux de 15 à 20 m de longueur, au niveau des soutè­

nements situés à l'aval du CD 74, permettrait de mieux contrôler les poussées

dues aux écoulements d'eau ; en milieu karstique, les variations du régime

hydraulique peuvent en effet être très importantes.

La figure 3 précise l'implantation de ces travaux. Leur coût approximatif

sera :

- végétalisation 60 000 F HT

- drainage par drains subhorizontaux et raccordement

à un réseau d'évacuation 250 000 F HT

Ces coûts sont approximatifs et ne comprennent pas la rémunération d'in­

génierie, et éventuellement de topographie, liés à la constitution des dos­

siers d'A.P.D et D.C.E pour ces travaux. Leur définition précise et le chif­

frage définitif feront l'objet de ce futur document.

- 21 -

VI - CONCLUSION

La reconnaissance de surface des indices d'instabilité relevés entre la

zone de la Doye et la Barre des Fècles, sur la commune de Nantua, ont permis

de définir les causes probables de l'instabilité d'ensemble du versant à cet

endroit, qui sont d'ordre géologique et géomorphologique :

- le pendage général de la stratification, combiné à un double réseau de

fractures très défavorables ;

- l'épaisseur importante des formations marneuses déconfinées par l'éro­

sion d'origine glaciaire ; ces matériaux sont, de plus, très sensibles

aux phénomènes de fluages.

L'installation et le suivi, pendant au moins deux années, d'un réseau

d'inclinomètres permettront de vérifier l'hypothèse selon laquelle le bascule­

ment de la Barre des Fècles serait dû à l'instabilité des formations marno-

calcaires formant son soubassement, pour les raisons énoncées ci-dessus.

Des travaux, tels que végétalisation et mise en place de drains subhori­

zontaux, permettront d'améliorer sensiblement la tenue des talus situés à

l'amont du CD 74, notamment aux problèmes d'érosion. Ces travaux n'auraient

pas pour effet de stabiliser l'ensemble du versant, mais de contrôler locale­

ment une détérioration déjà avancée.

A N N E X E

SECTEUR DE LA DOYE INDICES D INSTABILITE

A N N E X E 2

DÉPLACEMENTS MESURÉS SUR LA BARRE DES FÈCLES PAR TOPOMÉTRIE

i

<

i.1

Y

il

A en X Y (échelle : 1/1 )

• ^ X

v A z (échelle : 1/1)

mouvement 1985 - 1986

mouvement 1986-1987

FALAISE DE . ••'•."•' -;• -, •-:'-..,''•: s - , ' t

BARRE DES FECLES

schéma de déïerminahon

A PILIER

O TIGE DE CONTROLE

DISTANCE MESUREE

VISEES

A N N E X E 3

CALCULS DE STABILITÉ

(EXEMPLE DE SORTIES DU PROGRAMME CLARA)

i

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERS

CLARA - SLOPE STABILITY ANALYSIS, BISHOP'S SIMPLIFIED AND JANBU METHODS

Project: LES FECLES Data File: TOT1402.CLA Analysis by: P CHALIVAT Date: 02-14-199! Data Set: SPHERE

RUN IDENTIFICATION LABEL: 14.02.90 RUPTURE GENERALE

Number of Active Columns 502 Axis of Rotation Y-coordinate 210.0s Max. No. Columns in Y-dir. 28 Axis o-f Rotation Z-coordinate 1060.0s Slide Volume 3.13E+06 Total Water Trust Force 0.00E+0! Weight of Slide Mass ... 1.75E+08 Unbalanced Transverse Force .-5.82E+0I Sliding Sur-face Area ... 2.34E+05 Z-coord. of unbalanced force -80.8 Earthquake Accélération 0.00 Négative Norm. Forces 0.01 % OF WEIGH"

!! NUMBER OF WARNINGS ISSUED CONCERNING THE PRESENT SOLUTION: ... 2

FACTOR OF SAFETY: Bishop's ... 0.668

Press any key to continue

SUMMARY OF MATERIAL AND DISCONTINUITY PROPERTIES

NO. LABEL UNIT COHESION FRICTION PORE-PRESS, WEIGHT HOR. VERT. HOR. VERT. RATIO* B-BAF

A/ MATERIALS: 1 MARNE 22.00 70.0 30.0 35.0 15.0 -1.00 0.00 2 CALCAIRE 24.00 100.0 10.0 45.0 35.0 -1.00 0.00 3 EB+ALT 18.00 20.0 20.0 25.0 25.0 -1.00 0.00

NOTES: i Material layers are numbered from bottom up <

* Négative integer signifies the applicable piezometric surface numbt '

I

D to obtain detailed printout, R to show results again, Q -for Main Menu

CENTRE CQQRDINATES Y

150.00 150.00 150.00 150.00

150.00 150.00 150.00 150.00

150.00 150.00 150.00 150.00

180.00 180.00 180.00 180.00

180.00 180.00 180.00 180.00

180.00 180.00 180.00 180.00

210.00 210.00 210.00 210.00

210.00 210.00 210.00 210.00

210.00 210.00 210.00 210.00

Z

1000.00 1000.00 1000.00 1000.00

1030.00 1030.00 1030.00 1030.00

1060.00 1060.00 1060.00 1060.00

1000.00 1000.00 1000.00 1000.00

1030.00 1030.00 1030.00 1030.00

1060.00 1060.00 1060.00 1060.00

1000.00 1000.00 1000.00 1000.00

1030.00 1030.00 1030.00 1030.00

1060.00 1060.00 1060.00 1060.00

TANGENT ELEV.

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

510.00 510.00 515.00 515.00

ASPECT RATIO

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

0.80 0.90 0.80 0.90

NUMBER DF ACT. COLS.

217 242 187 211

242 275 215 243

280 313 249 276

286 322 258 291

329 369 293 329

402 457 359 406

380 429 341 385

451 507 411 469

502 579 475 528

F OF S

0.699 0.702 0.726 0.731

0.690 0.695 0.715 0.719

0. 690 0.692 0.709 0.711

0.678 0.683 0.691 0.694

0.681 0.685 0.693 0.695

0.680 0.682 0.696 0.697

0.685 0.687 0.694 0.695

0.673 0.674 0.684 0.685

0.668 0.671 0.674 0.674

NUMBER OF WARNINGS

0 0 1 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

3 3 f-^,

3

0 1 0 1

1 1 1 ^

<-?

1 3 •*"?