1

Information sur les risques majeurs

ddrmDossier Départemental sur les Risques Majeurs

Annexe du 31/03/2011 concernant l’aléa retrait-gonflement des argiles

CANTALpour l’application du code de l’environnement

articles L 125 – 2 et R 125 – 5 à R 125 – 27

Ministère de l’Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement Préfecture du Cantal - Direction départementale des Territoires

2

INTRODUCTION

Les phénomènes de retrait-gonflement de certaines formations géologiques argileuses affleurantes provoquent des tassements différentiels qui se manifestent par des désordres affectant principalement le bâti individuel. En France métropolitaine, ces phénomènes, mis en évidence à l'occasion de la sécheresse exceptionnelle de l'été 1976, ont pris une réelle ampleur lors des périodes sèches des années 1989-91 et 1996-97, puis plus récemment au cours de l’été 2003.

Le Cantal fait partie des départements français faiblement touchés par le phénomène, puisque 41 sinistres imputés à la sécheresse y ont été recensés dans le cadre de la présente étude. D'après la base Gaspar, à la date du 20 juillet 2010, 3 communes sur les 260 que compte le département ont été reconnues en état de catastrophe naturelle pour ce phénomène, pour des périodes comprises entre mai 1989 et mars 2006, soit un taux de sinistralité de 1,15 %. Le département du Cantal se classe ainsi à la 79ème place en terme de nombre total d’occurrences (arrêtés de reconnaissance de l’état de catastrophe naturelle en distinguant par commune et par périodes). En juin 2010, le coût des sinistres dus à la sécheresse, indemnisés en France depuis 1989 au titre du régime des catastrophes naturelles, a été évalué par la Caisse Centrale de Réassurance (CCR) à 4,5 milliards d'euros, dont 13 k€ (en coûts actualisés) pour le seul département du Cantal (estimation CCR de septembre 2008), ce qui en fait le 87ème

département touché en termes de coûts d’indemnisation versée dans ce cadre.

Afin d'établir un constat scientifique objectif et de disposer de documents de référence permettant une information préventive, le Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement Durable et de la Mer (MEEDDM) a demandé au BRGM de réaliser une cartographie de cet aléa à l'échelle de tout le département du Cantal, dans le but de délimiter les zones les plus exposées au phénomène de retrait-gonflement des sols argileux. Cette étude, réalisée par le BRGM dans le cadre de sa mission de service public sur les risques naturels, s’intègre dans un programme national de cartographie de l'aléa retrait-gonflement des sols argileux qui concerne l’ensemble du territoire métropolitain.

3

4

L’aléaretrait

gonflementdes argiles

5

6

GENERALITES

G.1- QUEL PHÉNOMÈNE ?

G.1.1 Pourquoi les sols gonflent-ils et se rétractent-ils ?Le matériau argileux présente la particularité de voir sa consistance se modifier en fonction de sa teneur en eau. Dur et cassant lorsqu’il est asséché, un certain degré d’humidité le fait se transformer en un matériau plastique et malléable. Ces modifications de consistance peuvent s’accompagner, en fonction de la structure particulière de certains minéraux argileux, de variations de volume plus ou moins conséquentes : fortes augmentations de volume (phénomène de gonflement) lorsque la teneur en eau augmente, et inversement, rétractation (phénomène de retrait) en période de déficit pluviométrique marqué.

Les phénomènes de capillarité, et surtout de succion, sont à l’origine de ce comportement. Les variations de volume des sols argileux répondent donc à des variations de teneur en eau (on notera que des variations de contraintes extérieures – telles que les surcharges - peuvent, par ailleurs, également générer des variations de volume).

Tous les sols présentent la particularité de contenir de l’eau en quantité plus ou moins importante :

• de l’eau de constitution, faisant partie intégrante de l’organisation moléculaire des grains formant le sol ;

• de l’eau liée (ou adsorbée), résultant de l’attraction entre les grains et l’eau (pression de succion). On peut se représenter cette couche adsorbée comme un film visqueux entourant le grain ;

• une eau interstitielle, remplissant les vides entre les grains du sol (lorsque ceux-ci sont entièrement remplis, le sol est dit saturé).

La part respective entre ces différents « types » d’eau, très variable, dépend de la nature du sol et de son état hydrique. En fonction de cette répartition, les sols auront une réponse différente vis-à-vis des variations de teneur en eau. Plus la quantité d’eau adsorbée contenue dans un sol est grande, plus celui-ci est susceptible de « faire » du retrait.

7

G.1.2 Pourquoi spécifiquement les sols argileux ?Les caractéristiques de la structure interne des minéraux argileux expliquent leur comportement face aux variations de teneur en eau :• ils présentent en effet une structure minéralogique « en feuillets », à la surface desquels les molécules d’eau peuvent s’adsorber sous l’effet de différents phénomènes physico-chimiques, et ce de façon d’autant plus marquée que les grains du sol, fins et aplatis, ont des surfaces développées très grandes. Il en résulte un gonflement, plus ou moins réversible, du matériau. L’eau adsorbée assure les liaisons entre les grains et permet les modifications de structure du sol lors des variations de teneur en eau ;• certains grains argileux peuvent eux-mêmes voir leur volume changer, par variation de la distance entre les feuillets argileux élémentaires, du fait d’échanges d’ions entre l’eau interstitielle et l’eau adsorbée ;• les pores du sol sont très fins et accentuent les phénomènes de capillarité.

Toutes les familles de minéraux argileux ne présentent pas la même prédisposition au phénomène de retrait-gonflement. L’analyse de leur struc-ture minéralogique permet d’identifier les plus sensibles. Le groupe des smectites et, dans une moindre mesure, le groupe des interstratifiées (alternance plus ou moins régulière de feuillets de nature différente) font partie des plus sujets au phénomène (on parle d’argiles gonflantes).

G.2 - COMMENT SE MANIFESTE-T-IL ?

Les désordres aux constructions pendant une sécheresse intense sont dus aux tassements différentiels du sol de fondation, pouvant atteindre plusieurs centimètres. Ils résultent des fortes différences de teneur en eau au droit des façades (zone de transition entre le sol exposé à l’évaporation et celui qui en est protégé) et, le cas échéant, de la végétation proche. L’hétérogénéité des mouvements entre deux points de la structure va conduire à une déformation pouvant entraîner fissuration, voire rupture de la structure. La réponse du bâtiment sera fonction de ses possibilités de déformation. On peut en effet imaginer :• une structure souple et très déformable, pouvant « suivre » sans dommage les mouvements du sol ;

• une structure parfaitement rigide (horizontalement et verticalement) pouvant résister sans dommage aux mouvements du sol du fait d’une nouvelle répartition des efforts.

Cependant, dans la majorité des cas, la structure ne peut accepter les distorsions générées. Les constructions les plus vulnérables sont les maisons individuelles, notamment en raison :• de leur structure légère et souvent peu rigide, et de leurs fondations souvent superficielles par rapport aux immeubles collectifs ;

• de l’absence, très souvent, d’une étude géotechnique préalable permettant d’adapter le projet au contexte géologique.

La « construction-sinistrée type » est ainsi une habitation individuelle de plain-pied (l’existence d’un sous-sol impliquant des fondations assez largement enterrées, à une profondeur où les terrains sont moins sujets à la dessiccation), reposant sur des fondations inadaptées et avec présence d’arbres à proximité.

G.3 - LES CONSEQUENCES SUR LES BIENS ET L’ENVIRONNEMENT

Le phénomène de retrait-gonflement des argiles, bien que non dangereux pour l’homme, engendre chaque année sur le territoire français des dégâts considérables aux bâtiments.

Le nombre de constructions touchées par ce phénomène en France métropolitaine est très élevé. Suite à la sécheresse de l’été 2003, plus de 7 400 communes ont demandé une reconnaissance de l’état de catastrophe

8

Carte départementale de l’aléa retrait-gonflement des argiles

www.argiles.fr

naturelle. Depuis 1989, le montant total des remboursements effectués au titre du régime des catastrophes naturelles a été évalué par la Caisse Centrale de Réassurance, fin 2002, à 3,3 milliards d’euros. Plusieurs centaines de milliers d’habitations sinistrées, réparties sur plus de 500 communes (sur plus de 77 départements) ont été concernés. Il s’agit ainsi du deuxième poste d’indemnisation après les inondations.

G.4 - POUR EN SAVOIR PLUS

Pour en savoir plus sur le phénomène de retrait-gonflement des argiles, consultez le site du bureau de recherhces géologiques et minières (BRGM) :

http://www.argiles.fr

LA SITUATION DANS LE DEPARTEMENT

La région Auvergne a été inégalement affectée par ce phénomène puisqu'elle renferme deux des trente-cinq départements qui présentent les coûts d’indemnisation les plus élevés au niveau national (le Puy-de-Dôme, à la 7ème place, et l’Allier à la 31ème place).

Le département du Cantal a été peu touché par le phénomène ; à la date du 20 juillet 2010, 3 communes sur les 260 que compte le département ont ainsi été reconnues au moins une fois en état de catastrophe naturelle sécheresse pour des périodes comprises entre juin 1989 et mars 2006, soit un taux de sinistralité de 1,15 %.

D.1 – LES ACTIONS PREVENTIVES DANS LE DEPARTEMENT

D.1.1 La connaissance du risqueAfin d'établir un constat scientifique objectif à l'échelle de tout le département et de disposer de documents de référence permettant une information préventive, le Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement Durable et de la Mer (MEEDDM) a souhaité réaliser une carte de l'aléa retrait-gonflement permettant de délimiter les zones les plus exposées au phénomène. Cette étude a été confiée au BRGM qui, dans le cadre de sa mission de Service public sur les risques naturels, a élaboré une méthodologie de cartographie de l'aléa retrait-gonflement des argiles à l'échelle départementale. L'intérêt d'une telle étude est multiple :

- compréhension de la corrélation entre la nature géologique des terrains et la répartition statistique des sinistres, à l'échelle départementale, puis régionale quand tous les départements limitrophes seront étudiés ;

- élaboration d’un document de prévention, en matière d'aménagement du territoire, destiné à la fois à l’État (pour l'établissement éventuel de plans de prévention des risques naturels prenant en compte l’aléa retrait-gonflement), aux communes, aux particuliers et surtout aux maîtres d'ouvrages et maîtres d’œuvre désireux de construire en zone sensible, afin qu'ils prennent, en connaissance de cause, les dispositions constructives qui s'imposent pour que le bâtiment ne soit pas affecté par des désordres ;

- élaboration d’un outil à l'usage des experts pour le diagnostic des futures déclarations de sinistres.

Les cartes d'aléa sont affichables et téléchargeables sur le site internet www.argiles.fr

9

http://catalogue.prim.net/44_le-retrait-gonflement-des-argiles---

comment-prevenir-les-desordres-dans-l-habitat-individuel-.html

.

D'autres informations utiles sont disponibles sur le site internet de la Direction départementale des territoires à l'adresse suivante :

http://www.cantal.equipement-agriculture.gouv.fr/rubrique.php3?id_rubrique=1224

D.1.2 Travaux pour réduire les risques Dans les zones potentiellement sensibles à ce phénomène, il convient aux maîtres d’ouvrage et/ou aux constructeurs de respecter un certain nombre de mesures afin de réduire l’ampleur du phénomène et de limiter ses conséquences sur le projet en adaptant celui-ci au site :- adapter les fondations- rigidifier la structure et désolidariser les bâtiments accolés- éviter les variations localisées d'humidité- éloigner les plantations d'arbres, maîtriser leur développement

Ces mesures sont détaillées dans le guide établi par le ministère de l’écologie, du développement et de l’aménagement durables et disponible en téléchargement sur le site www.prim.net.

Afin de définir les précautions les plus adaptées, la réalisation d'une étude de sol, par un bureau d'études spécialisé, est recommandée ; elle établira avec précision la nature des sols en présence sur la parcelle.

Dans tous les cas, le respect des « règles de l’art » élémentaires en matière de construction constitue un « minimum » indispensable pour assurer une certaine résistance du bâti par rapport au phénomène, tout en garantissant une meilleure durabilité de la construction.

D.1.3 La prise en compte dans l’aménagement

Le porter à connaissanceL'ensemble des collectivités communales du département feront l'objet en 2011 d'un porter à connaissance sur ce risque.

Le document d'urbanismeLe Code de l'urbanisme impose la prise en compte des risques dans les documents d'urbanisme. Ainsi, les Plans Locaux d’Urbanisme (PLU) permettent de refuser ou d'accepter sous certaines conditions un permis de construire dans des zones soumises au risque mouvement de terrain.

D.9 – LES CONTACTS

- Préfecture du Cantal / Service interministériel de défense et de protection civile

- Direction départementale des territoires du Cantal (DDT) / Service environnement / Unité risques naturels et nuisances

D.10 - POUR EN SAVOIR PLUS

Pour en savoir plus sur le risque mouvement de terrain, consultez :

- le site national : www.argiles.fr ;

- le site de la DDT Cantal : www.cantal.equipement-agriculture.gouv.fr

10

Département du Cantal Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles

Echelle 1 : 50 000 Fond cartographique IGN

Carte disponible en ligne à l'échelle sus-indiquée à l'adresse www.argiles.fr

11

12

Direction départementale des territoires du CantalService environnement

Unité risques naturels et nuisances

22 rue du 139e Régiment d’infanterie BP10414 15005 Aurillac cedextéléphone +33 4 63 27 66 00 - www.cantal.equipement-agriculture.gouv.fr - ddt-se-urnn@cantal.gouv.fr