Mission frangaise de retour d'expérience GC Sarno (Italie)infoterre.brgm.fr/rapports/RR-40235-FR.pdf · 2007. 3. 26. · Mission française de retour d'expérience à Sarno (Italie)

Laboratoire Central

des Ponts et Chaussées

Mission frangaise de retour d'expérience GC Sarno (Italie)

19-20 août 1998

Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 98-H-009

octobre 1998 R 40235

Laboratoire Central

des Ponts et Chaussées

Mission - frangaise de retour d'expérience ci Sarno (Italie)

19-20 août 1998

Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 98-H-009

octobre 1998 R 40235

Mission française de retour d'expérience à Sarno (Italie)

Mots clés : Coulée de boue, Pluie torrentielle, Prévention, Calcaire karstifié, Formation volcanique récente, Sarno, Campanie (Italie).

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

BRGM (1998) - Mission française de retour d'expérience à Sarno (Italie). Rapp. BRGM R 40235, 44 p., 12 fig., 3 tabl., 7 photos.

O BRGM, 1998, ce document ne peut être reproduit en totdite ou en partie sans Pautorisation expresse du BRGM.

Rapport BRGM R 40235


Synthèse

Dans la nuit du 5 au 6 mai 1998, plusieurs coulées de boues dévalaient les pentes de la montagne de Sarno, en Campanie (Italie), à quelques kilomètres au sud du Vésuve, et envahissaient plusieurs villages entraînant la mort de plus de 200 personnes.

La mission de retour d'expérience réalisée sur place les 19 et 20 août 1998 à la demande du ministère de l'Environnement, avec le soutien du Service Géologique Italien, a permis de préciser le contraste géologique et hydro-météorologique de cet événement, et de prendre connaissance des mesures prises par les autorités italiennes en matière de sécurité civile, et de prévention de ce type de catastrophe dans l'avenir.

Le rapport en tire quelques conclusions et conseils pour les politiques publiques en France dans le domaine des risques géologiques.

Abstract

In the ~ g h t of May 5 to 6, 1998, several mudflows run off the slopes of Sarno mountain, in Campania (Italy), a few miles south of Vesuvius, and invaded several villages, with the death of more than 200 people.

A fact finding mission, organized on the spot on August 19 and 20, 1998, at the request of the French ministry of Environment, with the help of the Geological Survey of Italy, allowed to precise the geological and hydro-meteorological conditions for this event, and to take note of the measures taken by Italian authorities for civil savety as well as prevention of catastrophe of this fact in the future.

The report also draws a few conclusions and advices for public policies in France regarding geological hazards.


Mission française de retour d'experience à Sarno (Italie)

Sommaire

.................... ........... 1 . Les coulées de boue de Campanie des 5-6 mai 1998 .. 9

2 . La mission MATE-BRGM-CEMAGREF-LCPC des 19-20 août 1998 ............... 11

....................................... 3 . L'organisation administrative et scientifique italienne 13

4 . Le phénomène. selon les données italiennes et nos observations ......................... 17

4.1. Géomorphologie . ......................................... 17

4.2. Géologi 17

4.3. Hydrogéologie . 20

4.4. Hydrométéorologie . 20

................... 4.5. Interprétation proposée 22

4.6. Les coulées de boue 26

......................................... ...................... 5 . Retour d'expérience pour la France .. 31

............................................................ 6 . Questions et propositions de coopération 33


Mission française de retour d'expkrience à Sarno (Italie)

Liste des illustrations

Tabl. 1 - Organisation administrative italienne dans le domaine des risques ...................................................................................... en Campanie.. .12

Tabl. 2 - Organisation du Département des Services Techniques Nationaux (DSTN) (présidence du Conseil des ministres) incluant le Service

.............................................................................. Géologique Italien 14

Fig. 1 - Localisation des principales coulées de boue des événements des 5-6 mai 1998 en Campanie ............................................................... 7

Fig. 2 - Tableau d'avancement de la carte géologique à 1/50 000 en Italie . . (doc. S.G. italien, D S m ) ..................................................................... 10

Fig. 3 - Carte schématique de la montagne de Sarno et des coulées boueuses .... 18

Fig. 4 - Coupe géologique schématique N-S de la montagne de Samo .............. 19

Fig. 5A - Localisation stratigraphique des points de départ des coulées boueuses ..................................................... dans la falaise la montagne de Sarno 21

.... Fig. 5B - Examen de détail du karst perché des hauts de la montagne de Samo 21

..................................................... Fig. 6 - Relevé pluviométrique à San Pietro 23

Fig. 7 - Comparaison de la pluviométrie cumulée le 5 mai aux stations de San Pietro

.................. et San Nauro avec les valeurs maximales annuelles à Samo. 24

Fig. 8 - Inventaire historique du circuit de coulée de boues dans les cinq communes concernées ......................................................................................... 25

Fig. 9 - Coïncidence de deux événements hydrométéorologiques avec deux ................................................................. caractéristiques géologiques 27

............................................. 10 et 11 - Profils sur coulées de boues de Campanie 28

Fig. 12 - Relation entre pente du versant et propagation des coulées ................... 29



Liste des photos (pages 37 à 44)

Photo A - Les membres de l'expédition franco-italienne à Sarno. De gauche à droite : Jean-Louis Durville (PCPC), Fernandino Petrone (DSTN), Marco Armanti (DSTN) notre pilote (armée de l'air italienne), Eric Leroi (BRGM), J. Varet (BRGM), Maurice Meunier (CEMAGREF).

Photo B - On distingue bien sur cette vue, prise à Sarno : - les falaises calcaires du crétacé (Cénomaaien -Sénonien), - les zones d'arrachement des pyroclastites, - l'effet des coulées boueuses sur l'habitat.

Photo C - Vue d'ensemble du phénomène des coulées boueuses de Campanie.

Photos D et E - Falaise de Samo. Vue de quelques traces des coulées boueuses (N.B. : photo de droite : en 4 mois, la végétation a repoussé).

Photos F et G - Falaise de Samo. Zone d'arrachement (en blanc, les calcaires Crétacé décapés).

Photos H et 1 - Coules boueuses de Campanie : effet sur une habitation isolée, construite récemment au pied de la falaise ; effet sur le village de Sarno.

Photos J et K - Sarno : traces de l'effet des coulées boueuses sur quelques habitations.

Photo L - Sarno : exemple d'habitation récente détruite parles coulées de boue.


Fig. 1 -Localisation des principales coulées de boue cles événements des 5-6 mai 1998 en Campanie.


1. Les coulées de boue de Campanie des 5-6 mai 1998

Les 5 et 6 mai 1998, cinq communes de la région de Campanie (Sarno, Quindici, Siano, Bracigliano, San Felice Cancello) au sud de Naples en Italie ont été affectées par des coulées de boues à la suite de pluies torrentielles, entraînant la mort de 135 personnes, dont 113 dans la seule commune de Sarno, près de Salerne (cf fig. 1).

Cette catastrophe a entraîné de vives polémiques en Italie, portant tant sur les déficits de connaissances scientifiques et de mesures de prévention (en particulier de cartographie géologique et des risques) que sur les responsabilités des politiques locaux (communes, région) et nationaux (avec le projet de regrouper dans un même département ministériel : l'aménagement du territoire, l'environnement, l'équipement, et la protection civile).

Elle a entraîné,-à la suite de l'ordonnance 2787 du Conseil des Ministres du 21 mai 1998, une intense mobilisation des scientifiques et des administrations concernées, en particulier à travers "l'unité opérative de l'université de Salerne" mise en place à l'instigation du département de la Protection Civile, qui a élaboré un "plan des interventions d'infrastnicture d'urgence et de première synthèse hydrogéologie", transmis au ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement par l'Ambassade de France en Italie au moment de la mission.

Rapporf BRGM R 40235


Distribuzione dei fogli in base al10 stato della cartografia

Fig. 2 - Tableau d'avancement de la carte géologique à 1/50 000 en Italie (doc. S.G. italien, DSTN).



2. La mission MATE-BRGM-CEMAGREF-LCPC d e s 19-20 août 1998

Des contacts ont été pris avec la partie italienne dès la fin mai, puis en juin, dans le but d'organiser une mission française de retour d'expérience sur place. Le Service Géologique Italien a proposé d'organiser cette visite en juillet, qui a finalement été réalisée en août du fait de la disponibilité de la partie française. En accord avec la Délégation aux risques majeurs du ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement, la composition de la délégation a été fixée ainsi :

- Jacques Varet (BRGM, directeur du Service Géologique National),

- Eric Leroi (BRGM, chef du département Risques au Service Géologique National),

- Maurice Meunier (CEMAGREF, chef de la division Erosion Torrentielle, Neige et Avalanches),

- Jean-Louis Durville (LCPC, chef de la division de Mécanique des Sols et Géologie de l'Ingénieur),

et le Service Géologique National Italien a organisé la mission en concertation avec le Département de la Protection Civile. Ont participé à la mission (photo A) :

- Ferdinand0 Petrone (DSTN, directeur-vicaire du Service Géologique National), - Motteran Guido (SGNDSTN, hydrogéologie), - Marco Armanti (SGNlDSTN, responsable de l'office de géologie appliquée, et

organisateur de la mission).

La mission - excellemment organisée - a comporté quatre parties :

- des exposés et projections de diapositives au Département des Services Techniques Nationaux (DSTN) à Rome (Via Curtatone 3) le 19 août au matin,

- des observations de terrain, au sol, à Samo et environs les 19 et 20 août après-midi, -des entretiens avec l'unité opérative de l'université de Salerne, avec examen de

documents dans les locaux de l'université le 19 au soir,

- un survol par hélicoptère de l'armée de l'air italienne (base de Salerne) le 20 au matin, avec retour en voiture à Rome - puis par avion en France - dans la soirée du 20 août.


Mission française de retour d'expérience à Sarno (Ifalie)

Tabl. 1 -'~rganisation administrative italienne dans le domaine des risques en Campanie

DIP. PROTEZIONE CIVILE Prof. BARBERI


v

GNDCl Prof. UBERTlNl

4

b UNlTA OPERANA (Salerno)

Coord. Prof. CASCINI

A A A A

IRPI-CNR Prof. SORRISO

VALVO

SERV. GEOLOGICO NAZIONALE

Dr. PETRONE

UNIV. DI NAPOLI Univ. DI SALERNO Prof. DERISO e Prof. IACCARINO Prof. PlCAELLl

7

OSSERVATORIO VESUVIANO

Prof. CIVETTA


3. L'organisation administrative et scientifique italienne

Les principaux acteurs institutionnels italiens dans le domaine des risques géologiques sont, sous l'autorité de la présidence du Conseil des ministres :

- le Département de la Protection Civile,

- le Département des Services Techniques Nationaux.

Le Département de la Protection Civile est dirigé par le Professeur Franco Barberi (ancien collègue de Jacques Varet). 11 fait largement appel aux universitaires et aux chercheurs du CNR italien, par l'intermédiaire des "groupes Nationaux de Défense", au nombre de trois :

- le Groupe National de Défense des Catastrophes hydrogéologiques (professeur Ubertini),

- le Groupe National de Défense des Tremblements de Terre,

- le Groupe National de Défense des Eruptions Volcaniques.

Chacun de ces groupes réunit de l'ordre de 100 personnes, et se subdivise en sous- groupes territoriaux, ou "unités opératives", dont il existe une trentaine en Itilie, généralement basées dans Yuniversité concernée. C'est ainsi que 1' "unité opérative" en charge des cinq communes affectées est celle de l'université de Salerne placée sous l'autorité du Professeur Cascini (tabl. 1).

F. Barberi, qui a contribué à la mise en place de ces groupes il y a dix ans, et a animé le troisième, a pris depuis 4 ans la responsabilité du département, avec le rang de secrétaire d'état.

Le Département des Services Techniques Nationaux cornporte quatre services (cf tabl. 2) :

- le service des barrages ; - le service hydrographique et océanographique ; - le service sismique ; - et le service géologique.


Presidency of the Gouncil of L Ministers 1

' ,

Direction

ceanogra Service Service

DEPARTMENT FOR NATIONAL TECHNICAL SERVICES PRESIDENCY OF THE COUNCIL OF MlNlSTERS -VI* curtatme np a- ROFB 1te1y tel. 0039 6 4959in - 4959176 - 4959i79 (fax)

DAMS SERVICE tel. @.6.444412838 fBXOOaQ.6.4967853 GEOLOGICAL SURVEY tel. 0039.6. -4 fax 0039.6.4455159 HWRoGRAPH!C OCEANOGRaPHIC SERVICE W.OO39.B. 444412410 fax 0039.6.495794? SElSMlC SERVICE tel. W59.6.44W2868 IaX 0039.6. M665ra

- . , ~ . . . . . .

Tabl. 2 - Organisation du Département des Services Techniques Nationaux (DSTN) (présidence du Conseil des ministres) incluant le Service Géologique Italien.


Le SeMce Géologique Italien, de dimension modeste, rencontre des difficultés importantes dans l'exercice de ses missions, comme nous l'avaient déjà montré des contacts antérieurs. Ainsi, en matière de cartographie géologique, si l'Italie dispose d'une couvemire complète à 1/100 000, déjà ancienne (équivalent à notre 1/80 OOO), soit 260 feuilles, l'avancement de la carte géologique à 1/50 000 n'est pas satisfaisant, puisque 13 feuilles seulement sont éditées alors que l'Italie compte 650 coupures (fig. 2) !

Dans la zone concernée par les événements, les feuilles de Salerne @P 185) et de Benevento (NO 173) datent respectivement de 1969 et 1970, les levés de terrain remontant aux années 1962 et 1967 respectivement.

Il faut souligner le rôle des régions, beaucoup plus important qu'en France : elles sont compétentes en matière de risques, et sont le plus souvent dotées de Services géologiques régionaux. Cette situation prévaut notamment en Italie du Nord et Centrale. Par contre, dans le Sud, et notamment en Campanie, l'organisation régionale est plus déficiente. Normalement, ce sont elles qui ont la charge d'organiser, au niveau communal, la cartographie des risques et les plans de prévention. Mais ceci est assuré de manière très inégale, et le DSTN, et en particulier le SGN, n'ont pas les moyens de se substituer, et n'assurent pas non plus un encadrement des travaux régionaux.

De ce fait, par défaut de permanence d'organisation, ou de moyens, et en tous cas de volonté politique, la prévention des risques naturels souffre de déficiences graves alors que 53 % des communes italiennes sont concernées par les risques d'inondations ou de glissements de terrains. Il en résulte que le Département de la Protection Civile en vient, à coup d'ordonnances suite à des catastrophes, à se substituer aux administrations compétentes.

C'est ce qui se produit en région Campanie où, à la suite des coulées boueuses des 5 et 6 mai, l'ordonnance 2787 du 21 mai a chargé 1' "unité opérative de Salerne" (qui mobilise 200 personnes, universitaires et "volontaires") de réaliser :

- dans une première phase, en mai, la délimitation du "risque résiduel", avec cartographie d'une "ligne rouge", et création d'un plan d'urgence (avec alerte liée à des seuils pluviométriques sur une station de mesure installée en montagne et surveillée par l'université) ;

- dans une deuxième phase :

en 45 jours, la définition de critères d'intervention pour la réduction du risque (pour exécution par la région Campanie),

en 90 jours, la délimitation des zones sujettes à risque de coulées de boues dans la région Campanie (notamment par géologie et analyse d'archives),

en 12 mois, un plan d'occupation des sols (pour exécution par les cinq communes), et la gestion d'un plan d'urgence (pour exécution par la région Campanie).

Rapport BRGM R 40235 15


A cette occasion, une équipe pluridisciplinaire d'une vingtaine de personnes, comportant cinq coordinateurs, et treize géologues et ingénieurs, est mise en place qui constituera le "noyau " du futur Service géologique régional de Campanie (12 p.).

Pour ce faire, un budget de 3 milliards de Lires (soit plus de 10 MF pour 1 an) a été alloué par le département de la Protection Civile à l'université de Salerne.

Quelques jours avant notre mission, une nouvelle loi (N"262 d'août 1998) prévoit de nouvelles mesures en matière de zonation des temtoires. Elle précise la loi-cadre sur l'Environnement (IV1033 de 1989), en particulier sur la responsabilité des autorités de bassin en matière de risques. L'Italie est divisée en 44 autorités de bassins, dont 7 d'importance nationale (principaux fleuves), les autres étant régionales, La Loi 262 donne un an aux autorités de bassin pour réaliser des cartes de zonation du risque, avec une procédure dérogatoire "sécurité civile" pour aller plus vite (éviter les procédures d'appels d'offres). Un budget de 80 milliards de Lies (soit plus de 240 MF) est alloué à ces études qui seront menées en un an (achèvement : août 1999). Elles seront réalisées par les Services géologiques régionaux lorsqu'ils existent, et contractées sur le marché en cas contraire. En outre, des "travaux d'urgence" sont prévus, mis en œuvre par un "comité restreint des ministres " des travaux publics, de l'environnement et de l'agriculture, avec un budget de 110 milliards en 1998, 250 milliards en 1999 et 500 milliards en Pan 2000.

Rappofl BRGM R 40235


4. Le phénomène selon les données italiennes et nos observations

Les 5 et 6 mai 1998, de très nombreuses coulées de boues se sont formées dans un espace réduit correspondant à un contexte géologique et physique très homogène (cf. fig. 1). Ces coulées de boues résultent essentiellement de la combinaison de phénomènes géomorphologiques, géologiques, hydrogéologiques, et pluviométriques. Les aspects géotechniques, rhéologiques, ainsi que ce qui tient à la couverture végétale et aux ouvrages de travaux publics restent à mieux documenter.

4.1. GEOMORPHOLOGIE (fig. 3)

Pour la plupart, les coulées de boues se sont produites les 5 et 6 mai 1998 sur les flancs d'un petit massif montagneux au pied duquel sont situés les villages affectés par la catastrophe. Il ne mesure pas plus de 8 à 10 km de long, sur 4 à 6 km de large, et s'étend, selon un axe NW-SE (Apennin) à une altitude moyenne de 1000 m (950 à 1050 m) au-dessus de la plaine, d'une altitude moyenne de l'ordre de 50 m, où sont situées les zones urbanisées. Les pentes bordant le massif sont très fortes (30 à 70°), avec des falaises souvent verticales correspondant aux bancs calcaires les plus puissants. Des cônes alluviaux, divergents, d'une pente moyenne de 15", assurent la transition entre le massif et la plaine. Le plateau constituant la partie haute de l'édifice est typique des reliefs karstiques (doline, comblée de matériaux pyroclastiques).

4.2. GEOLOGIE (photos B et C)

Les caractéristiques géologiques des sites affectés par les coulées de boues sont remarquablement homogènes, et se résument en la superposition de deux formations (fig. 4) :

- d'une part des calcaires crétacés, d'âge cénomanien-sénonien au sommet, et aptien- néocomien à la base, constituant une série sédimentaire d'origine marine homogène, avec des bancs calcaires, souvent dolomitiques, alternant avec des formations marno- calcaires, le tout affecté par une tectonique principale NW-SE, correspondant aux grandes falaises, avec un pendage général des couches vers le nord-ouest, et des failles secondaires de direction nord-ouest. L'ensemble de la série est largement karstifié : on note peu de sources à flanc de massif, mais on observe de nombreuses fissures et cavités tapissées de calcite fraîche ou alimentant des dépôts de travertin ;



Lauro

Sarno f $ Limites de plateau calcaire

de la montagne de Sarno

4' Nord

. C c Lignes de plus forte pente

Coulées boueuses des 5-6 mai 1998

Fig. 3 - Carte schématique de la montagne de Sarno et des coulées boueuses.


Alluvions récentes Calcaires marneux

Pyroclastites récentes (8000 ans1 ponces et cendres

Calcaires massifs

Fig. 4 - Coupe schématique N-S de la montagne de Sanio.

Calcaires marneux

Départs des sources karstiques perchées

s cï V) 9 2 3

3 3 3 a O 5 Q

2- m. 3. m O m tu.

3 3 O

Mission fraBçaise de retour d'expérience à Sarno (Italie)

- d'autre part, des dépôts de pyroclastites, en placages contre les falaises et en formation continue sur le plateau, d'épaisseur très variable (de quelques centimètres à 50 m), constitués de ponces et de cendres en couches non consolidées, résultant des éruptions du Vésuve entre 20 000 et 8 000 ans (événement principal à 12 000 ans).

Ce sont ces pyroclastites, matériau non-consolidé déposé sur un relief accidenté, qui constituent la source principale alimentant à l'origine les coulées de boue. Mais les calcaires karstiques semblent également jouer un rôle déterminant.

4.3. HYDROGEOLOGIE

Il nous est a p p m que, pour l'essentiel, l'hydrogéologie explique le phénomène du déclenchement des coulées boueuses.

En effet, si le décollement des dépôts lenticulaires de pyroclastites à flanc de falaises résulte de la mise en charge rapide de ces petites nappes perchées, sous l'effet de pluies violentes, il a en fait été rendu possible par non seulement une saturation en eau préalable du massif calcaire sous-jacent, mais encore la décharge brutale de la partie supérieure du système karstique. On observe en effet que les points de démarrage des coulées sont tous situés au niveau (ou juste au-dessus ou au-dessous) des bancs calcaires sénoniens de la partie haute des falaises (fig. 5).

A la lecture des rapports ou des entretiens sur place, il nous semble que ce point-est essentiel et mériterait d'être mieux documenté par des données quantitatives (données piézométriques, corrélables avec les données hydro-météorologiques) et d'observations (des sources sont-elles appaxues, à quels endroits et à quels moments ?), ainsi que des travaux de modélisation (cf. ci-dessous).

Cet aspect est bien documenté par les études du Service hydrographique du DNTS, notamment dans le fascicule " ID.A.1- Analisi dell' evento pluviometrico del 415 Maggio " du rapport du Département de la Protection Civile transmis par l'Ambassade.

II apparaît en résumé que, si la pluviométrie sur deux jours était particulièrement violente, puisqu'elle a atteint 180 mm sur le seul pluviomètre existant en montagne, et a donc probablement dépassé 200 mm sur la crête, de tels événements ne sont pas exceptionnels, et leur fréquence est de l'ordre de 10 ans.

Le caractère commun à toutes les stations de mesures pluviométnques situées à proximité des sites des coulées boueuses tient à l'importance des pluies au cours du mois précédant l'événement, avec une hauteur cumulée de 150 à 200 mm sur 30 jours.



Pyroclastites Donces et cendres

Traces de jaillissement des sources

Cavités karstiques

Calcaires massifs

Marnes

- . - _ - - - - . - - - - - - . - Calcaires marneux - - - 1 [ - 1 = ( - - \ =

- - - - - - - - - . Calcaires massifs - 1 - ' \ - 1 - \ - 1 - l - \ - f -

Fig. 5A -Localisation stratigraphique des points de départs des coulées boueuses dans la falaise de la montagne de Sarno.

Fig. SB -Examen de détail des karsts perchés du haut de la montagne de Sarno. ~ornbreuses cavités karstiques présentant des traces de jaillissement récent des sources alimentant les coulées boueuses.


Le caractère exceptionnel de l'événement pluviométrique tient en fait à la combinaison de ces deux paramètres, de pluies torrentielles sur 48 h succédant à une période de pluviosité mensuelle importante. Les études menées à partir des archives météorologiques montrent que de tels evénements ont une périodicité de plus de 70 ans.

Cette interprétation est compatible avec les données historiques qui indiquent une périodicité d'ordre séculaire (fig. 6 et 7).

4.5. INTERPRETATION PROPOSEE

Nous interprétons ces données de la manière suivante, par intégration des données géologiques et pluviométriques dans une approche hydrogéologique :

- les pluies importantes sur une durée de un mois ont contribué à la "mise en charge " du karst dans l'ensemble du massif calcaire (de l'ordre de 1 Mm3 d'eau infiltrée) ;

- les pluies torrentielles, suivant immédiatement cette mise en charge, d'un volume équivalent en deux jours, assure quand à elle la mise en charge des nappes perchées de pyroclastites.

Dans cette formation volcanique inconsolidée, les ponces, très poreuses, jouent un.rôle essentiel : d'une part, absorbant une grande quantité d'eau, elles entraînent une augmentation du poids volumique du sol, et d'autre part, elles se trouvent "mises en suspension", en même temps qu'elles déclenchent, par un phénomène de "chasse d'eau" la vidange de la partie supérieure du karst, en particulier au niveau des bancs calcaires supérieurs du Sénonien.

En résumé, c'est l'extraordinaire concomitance de deux particularités pluviométriques, et leur coïncidence avec deux phénomènes géologiques, qui expliquent, par un modèle hydrogéologique sommaire, le déclenchement de ces evénements (fig. 8).

Ces conditions ont bien dû se produire déjà depuis 10 000 ans, comme le confiurnent les études historiques, et l'étude géologique des dépôts de piémont (anciennes coulées boueuses à étudier plus avant).

Dans ce phénomène reste encore à préciser la place du renouvellement de la végétation, et des sols : est-il suffisant pour que le phénomène puisse se reproduire sur les mêmes surfaces tous les 100 ou 150 ans ? Si non, en combien de siècles la totalité de l'espace aura-t-elle été affectée par le phénomène ?


1 ., ,, 9 .- , ,

8 .

(ora in .III si b verificaia la prima colalal 7 - - . 6 -

5 - 3 O m

4 .- P

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Fig. 6 - Relevépluviométrique à San Pietro.

OOOOL N


Ricostruzione storica degli eventi franosi accaduti ne1 Comune di Siano

Riepilogo degli eventi franosi accaduti nei Comuni di Bracigliano, Quindici,

Sarno e Siano

Fig. 8 - Inventaire historique du circuit de coulée de boues dans les cinq communes concernées.



4.6. LES COULEES DE BOUES (photos C, D, E)

Les coulées de boues présentent toutes un profil analogue permettant de distinguer trois parties (fig. 9 et 10) :

- la zone de décollement (photos F et G); - la zone de transport-érosion-dépôt ; - la zone d'accumulation (photos H et I),

Ce sont principalement les pyroclastites qui prévalent dans la zone de décollement, tandis que dans le couloir, l'érosion des sols, de la végétation et du massif rocheux "engraisse " la coulée.

Les volumes individuels des coulées sont plutôt modestes : de 50 000 à 100 000 m3 pou1 les plus importantes. De ce fait, des bassins de stockage sont envisageables.

Les coulées boueuses qui arrivent dans les zones habitées sont constituées de matériaux pyroclastiques très fuis : des échantillons analysés par nos soins ont donné pour le d50, 5 0 0 ~ pour les cendres, 1,6 mm pour les pierres ponces. La quantité d'argile est très faible. De tels mélanges sans matériau cohésif ont des comportements rhéologiques complexes, mais, une fois mis en mouvement, ils peuvent avoir des vitesses élevées par rapport aux laves torrentielles des Alpes françaises. Les études rhéologiques effectuées en Italie sont encore parcellaires mais font état de l'existence d'un seuil de contrainte de 2 kPa ; des calculs ont été effectués pour estimer les vitesses à partir d'estimation des pressions dynamiques ayant provoqué des ruptures d'ouvrages de génie civil. La vitesse des coulées serait de 20 mls dans les zones habitées, et elle perdrait 1 rnls en moyenne par 100 m d'avancement (pour un terrain d'une pente moyenne de 7-8 %, cf. fig. 11 et 12 ; photos J, L et L).



1. HYDROMETEOROLOGIE

Forte pluviométrie en avril 1 (-2o:mm) 1

Remplissage du karst

. .

Fig. 9 - Coïncidence de deux événements hydrométéorologiques avec deux formations géologiques.

B Déclenchement des coulées par


karst et mise en

/'

suspension des


1 O Profilo topografico tipico, in asse alle zone in ha, ne1 Comune di S.

Felice a Cancello

Trasporto-Erosione-Oeposito

I Atcumulo

-

I I

3 . 1

1 I l I I l I 1

I I n Profilo topgrafico tipico, in asse alle zone in kana, ne1 Comune di Sarno

Fig. 10 et 11 - Profils sur coulées de boues de Campanie.



. ,

Siano -

O

I

Distanza di propagazione [ml

Fig. 4.4.5. Relazione tra inclinazione del versante e distanza di propagazione delle

colate (Siano)

O 4 O 1 O00 2000 3000 4000

Distanza di propagazione [ml

Fig. 3.4.6. Relazione @a inclinazione del versante e distanza di propagazione delle

colate (tutti i Comuni)

Fig. 12 - Relation entre pente du versant et propagation des coulées.

Rapport BRGM R 40235 29


5. Retour d'expérience pour la France

1) En ce qui concerne les conditions géologiques requises à un tel phénomène, il est possible d'affirmer qu'il n'existe pas de situation équivalente en France métropolitaine, du fait que l'on ne dispose ni de formations volcaniques ponceuses récentes, et encore moins d'édifice volcanique dont les retombées affecteraient un massif calcaire karstifïé.

Par contre, des analogies géologr~ques peuvent exister dans les DOM et en particulier aux Antilles, et éventuellement à la Réunion. Il serait en conséquence intéressant d'entreprendre un inventaire géologique et cartographique des sites potentiellement propices à de tels événements.

En outre, il n'est pas exclu que des conditions géologiques d8érentes puissent présenter des caractéristiques hydrogéologiques et géotechniques analogues, par exemple dans les Alpes ou les Pyrénées voire dans les Causses ou le Cantal. Mais la survenance de tels ph6nomènes ne prendrait en aucun cas les mêmes caractéristiques ni de vitesse d'écoulement boueux, ni d'étendue régionale comme en Campanie.

2) D'un point de vue plus général, ce qui frappe dans le cas italien c'est le phénomène socio-historique : 1 ' "oubli " par la population et les autorités politiques d'événements pourtant bien connus, avec une périodicité historique d'ordre séculaire, et ayant même fait l'objet de mesures de protection (digues et canai des Bourbons) visibles dans l'occupation des sols, mais elles-mêmes "oubliées " en ce qui concerne la maintenance depuis quelques dizaines d'années.

Une telle situation ne serait pas différente en France, et il suffit de penser aux crues et aux digues de la Loire pour constater que chez nous aussi, nombre de sites à risque météorologique ou géologique sont susceptibles d'échapper à la mémoire des politiques même s'ils ont fait l'objet de mesures de protections coûteuses. Ceci nous amène à souligner l'importance des iravaux d'inventaires historiques et de mise à jour et de dzflsion publique périodique de banques de données spécz3ques aux risques géologzques, hydrologiques, hydrogéomorphologrques etc. comme celle concernant les mouvements de terrains proposée par le BRGM et le LCPC ou les banques de données "événements" des risques naturels en montagne du RTM et du CEMAGREF, et à recommander, comme le prévoyaient à l'origine les schémas régionaux d'aménagement du territoire, laprise en compte des risques dans les schémas des services collecti$s en projet au M A TE.

3) Il est intéressant de noter qu'en Italie, des moyens significatifs sont déployés par le département de la Protection Civile, après une catastrophe, dans des travaux scientifiques, d'inventaires, de cartographie et de surveillance. Et non moins important de souligner à quel point les autorités politiques en charge des risques ont su mobiliser directement, avec les moyens nécessaires, l'ensemble de la communauté scientr;fique.



6. Questions et propositions de coopération

1) La première question est celle de l'échange bilatéral de l'information : nous avons lu avec beaucoup d'intérêt les rapports transmis par le canal de l'Ambassade de France, (qui ne nous ont pas été présentés lors de notre mission) et il serait opportun de mettre en place un dispositif d'échange direct et systématique entre les départements ministériels concernés. Il existe d'autres rapports, dont la liste fait l'objet de l'un des fascicules transmis, qu'il sera intéressant de faire étudier par nos spécialistes.

2) Un point à clarifier est celui du passage de la crise à la prévention. Ainsi, une "ligne rouge" a été tracée dans les communes concernées : comment sera-t-elle prise en compte dans les politiques ultérieures, une fois passée l'interiiention du département de la Protection Civile. D'une manière plus générale, comment les mesures décidées après la catastrophe seront-elles suivies dans les politiques d'aménagement du territoire, et de Travaux Publics ?

3) De même, et cette question est liée à la précédente, serait-il intéressant de mieux préciser les responsabilités allouées aux diverses autorités politiques, aux différentes étapes du processus (prévention, crise.. .).

4) Au plan de la coopération, il nous semble intéressant d'envisager un programme de coopération en matière de modélisation hydrogéologzque. On dispose en particulier au BRGM d'un programme (MARTHE) de modélisation 3D qui est susceptible de contribuer à une meilleure interprétation quantitative des phénomènes.

5) De même une coopération pourrait être engagée, sous les auspices du CEMAGREF et du LCPC en matière de déclenchement des instabilités dans les sols pyroclastiques, d'étude statistique de la fréquence des événements, notamment au regard de la reconstitution du couvert végétal et des sols, et de rhéologie des écoulements et d'étude de la nature des produits des coulées boueuses.

6) Enfin des échanges pourraient être engagés, sous les auspices du CEMAGREF et du LCPC, en matière de recherche et de conception d'ouvrages de prévention et de protection.

7) Dans un autre domaine, nous poumons proposer de développer une coopération visant à accélérer la cartographie géologique du territoire italien, par exemple en commençant par les régions frontalières des Alpes et de Sardaigne.

8) Par ailleurs, les travaux de cartographie des risques et d'études à engager d'urgence en application de la loi d'août 1998 pourraient être réalisés en partie par des bureaux d'études français, par approche directe des autorités régionales concernées.

Ce rapport a été rédigé par Jacques Varet, à Orléans le 21 août 1998, et complété par MM Leroi, Meunier et Duwille les jours suivants.

Rappoff BRGM R 40235


Photographies

(E. Leroi)



Photo A - les membres de l'expédition franco-italienne à Sarno. De gauche à droite : Jean-Louis Durville (LCPC), Femandino Petrone (DSm),

Marco Armmti @Sm)), n0tF.e pilote (armée de l'air italienne), Eric Leroi (BRGM), J. Varet (BRGM), Maurice Meunier (CMGREF).



Photo B - On distingue bien sur cette vue, prise k Sarno : - les falaises calcaires du Crétacé (Cénomanien-Sénonien) ; - les zones d'arrachement des pyroclastites ; - l'effet ùes coulées boueuses sur l'habitat.



Photo C - Vue d'ensemble du phénomène des coulées boueuses ùe Campanie : -falaise (dans laquelle on distingue bien les boues calcaires du

Crétacé) ; - constructions de piémont ; - traces des coulées boueuses avec : . zone de décollement dans la falaise, . chenal ùe transport érosion-dépôt, . zone d'accumulation en piémont


Photos D et E - Falaise de Sarno. Vue de quelques traces des coulées boueuses (N.B. :photo de àroite : en 4 mois, la végétation a repoussé).

Photos F et G - Falaise de Sarno. Zone d'arrachement (en blanc, les calcaires crétacés décapés).

Photos H et I - Coulées boueuses de Campanie : - effet sur une habitation isolée, construite récemment au pied de la falaise ; - effet sur le village de Sarno.

Photos Je t K - Sarno : traces de l'effei des coulées boueuses sur quelques habitations.


Photo L - Sarno : exemple d'habitation récente détruite par les coulées de boue.


BRGM Service Géologique National

BP 6009 - 45060 ORLEANS cédex 02 - France. Tél. : 33 (2) 38 64 34 34

Documents

Mission frangaise de retour d'expérience GC Sarno (Italie)infoterre.brgm.fr/rapports/RR-40235-FR.pdf · 2007. 3. 26. · Mission française de retour d'expérience à Sarno (Italie)