Cartographie De L'aléa Retrait- Gonflement Des Argiles .

Cartographie de l'aléa retraitgonflement des argiles dansle département du TarnRapport finalBRGM/RP-53531-FROctobre 2005

Cartographie de l'aléa retraitgonflement des argiles dans ledépartement du TarnRapport finalBRGM/RP-53531-FROctobre 2005Étude réalisée dans le cadre de l’opérationde Service public du BRGM 2004 03RISD34G. Delpont, E. Saillard, M. GhyselinckAvec la collaboration deJ.P. CapdevilleVérificateur :Approbateur :Nom : M. VincentNom : Ph. DutartreSigné le 17/10/2005Signé le 11/10/2005

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du TarnMots clés : argiles, marnes, argiles gonflantes, smectites, retrait-gonflement, aléa, risque naturel,sinistre sécheresse, catastrophe naturelle, géotechnique, cartographie, Tarn.En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :G. Delpont, E. Saillard, M. Ghyselinck, avec la collaboration J.P. Capdeville. (2005) –Cartographie de l'aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du Tarn. RapportBRGM/RP- RP- 53531-FR, 113 pages, 22 illustrations, 6 annexes, 3 cartes hors texte, 1 cdrom BRGM, 2005, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.Rapport BRGM/RP-53531-FR Rapport final2

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du TarnSynthèseLes phénomènes de retrait-gonflement de certaines formations géologiquesargileuses affleurantes provoquent des tassements différentiels qui se manifestentpar des désordres affectant principalement le bâti individuel. En France métropolitaine,ces phénomènes, mis en évidence à l'occasion de la sécheresse exceptionnelle del'été 1976, ont pris une réelle ampleur lors des périodes sèches des années 1989-91 et1996-97, puis dernièrement au cours de l’été 2003.Le Tarn fait partie des départements français touchés par le phénomène, puisque 4787sinistres déclarés liés à la sécheresse y ont été recensés dans le cadre de la présenteétude, au 31 mai 2005. 164 communes sur les 324 que compte le département ont étéreconnues en état de catastrophe naturelle pour ce phénomène, pour des périodescomprises entre mai 1989 et septembre 2003, soit un taux de sinistralité de 50 %. Parailleurs, d’après les données de la Caisse Centrale de Réassurance, le Tarn est situéen 13ème position des départements français en terme de coût d’indemnisation pour cephénomène et même en 8ème position hors département de la région parisienne. Il seplace en 15ème position en terme d’occurrences de reconnaissance de catastrophenaturelle (en distinguant par commune et par période). Ces chiffres montrent que leTarn est fortement affecté par le phénomène, surtout si l’on considère qu’il n’arrivequ’au 61ème rang des départements français en terme de population (INSEE 2000).Afin d'établir un constat scientifique objectif et de disposer de documents de référencepermettant une information préventive, le Ministère de l’Écologie et du DéveloppementDurable (MEDD) a demandé au BRGM de réaliser une cartographie de cet aléa àl'échelle de tout le département du Tarn, dans le but de définir les zones les plusexposées au phénomène de retrait-gonflement des argiles. Cette étude, réalisée par leBRGM dans le cadre de sa mission de service public sur les risques naturels, s’intègredans un programme national de cartographie de l'aléa retrait-gonflement des solsargileux, qui devrait concerner au moins trente-trois départements parmi les plustouchés et couvrir la majeure partie de la région Midi-Pyrénées.L’étude a été conduite par le Service Géologique Régional Midi-Pyrénées du BRGM encollaboration avec le Service Aménagement et Risques Naturels de ce mêmeorganisme. Le financement en a été assuré à hauteur de 50 % par la dotation deservice public du BRGM, le complément ayant été apporté par le fonds de préventiondes risques naturels majeurs, dans le cadre d’une convention de cofinancement signéeavec la Préfecture du Tarn.La démarche de l'étude a d'abord consisté à établir une cartographie départementalesynthétique des formations argileuses et marneuses affleurantes à sub-affleurantes, àpartir de la synthèse des cartes géologiques à l’échelle 1/50 000. Les formations ainsiidentifiées, au nombre de quinze, ont ensuite fait l’objet d’une hiérarchisation quant àleur susceptibilité vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement. Cette classification aété établie sur la base de trois critères principaux : la caractérisation lithologique de laRapport BRGM/RP-53531-FR Rapport final3

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du Tarnformation, la composition minéralogique de sa phase argileuse et son comportementgéotechnique, ce qui a conduit à l’établissement d’une carte départementale desusceptibilité vis-à-vis du phénomène de retrait-gonflement.La carte d’aléa a alors été établie à partir de la carte synthétique des formationsargileuses et marneuses, après hiérarchisation de celles-ci en tenant compte nonseulement de la susceptibilité des formations identifiées, mais aussi de la probabilitéd’occurrence du phénomène. Cette dernière a été évaluée à partir du recensement dessinistres en calculant pour chaque formation sélectionnée une densité de sinistres,rapportée à la surface d’affleurement réellement urbanisée, afin de permettre descomparaisons fiables entre les formations.Sur cette carte, les zones d’affleurement des formations argileuses sont caractériséespar deux niveaux d’aléa (moyen et faible).Sur l’ensemble du département,- aucun site du département n’a été classé en aléa fort, et ceci en référence auxcartes établies dans d’autres départements, sur la base des mêmes critères- 36 % du département a été caractérisé en aléa moyen,- 24 % du département a été caractérisé en aléa faible,- 40 % de la surface du département a été caractérisé en aléa a priori nul (y comprisla surface correspondant au réseau hydrographique).Il n'est toutefois pas exclu que, sur ces derniers secteurs considérés d’aléa a priori nulet compte tenu de la grande hétérogénéïté de la lithologie, se trouvent localement deszones argileuses d’extension limitée, notamment dues à l’altération localisée descalcaires ou à des lentilles argileuses non cartographiées, et susceptibles deprovoquer des sinistres. De fait la présence de 113 sinistres, soit 2,3% du total, estconstatée sur l’ensemble des formations considérées comme non argileuses.Cette carte d'aléa retrait-gonflement des terrains argileux du département du Tarn,dont l’échelle de validité est, au mieux, de l’ordre du 1/50 000 et qui est présentée enhors texte à l’échelle 1/125 000, pourra servir de base à des actions d’informationpréventive dans les communes les plus touchées par le phénomène. Elle constitueégalement le point de départ pour l’élaboration de Plans de Prévention des Risquesnaturels (PPR), en vue d’attirer l’attention des constructeurs et maîtres d’ouvrages surla nécessité de respecter certaines règles constructives préventives dans les zonessoumises à l’aléa retrait-gonflement, en fonction du niveau de celui-ci. Cet outilréglementaire devra insister sur l'importance d’une étude géotechnique à la parcellecomme préalable à toute construction nouvelle dans les secteurs concernés par lesformations géologiques à aléa moyen ou faible, notamment en raison de la fortehétérogénéité des formations du département. A défaut, il conviendra de mettre enœuvre des règles constructives type par zones d’aléa, visant à réduire le risque desurvenance de sinistres.Rapport BRGM/RP-53531-FR Rapport final4

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du TarnSommaire1. Introduction. 112. Méthodologie . 132.1. FACTEURS INTERVENANT DANS LE RETRAIT-GONFLEMENT DESARGILES .132.1.1. Facteurs de prédisposition .142.1.2. Facteurs de déclenchement .182.2. METHODOLOGIE.192.2.1. Cartographie des formations argileuses et marneuses.192.2.2. Caractérisation lithologique, minéralogique et géotechnique desformations .202.2.3. Examen des autres facteurs de prédisposition et de déclenchement .212.2.4. Carte de susceptibilité .212.2.5. Recensement et localisation géographique des sinistres .222.2.6. Détermination des densités de sinistres.222.2.7. Carte d’aléa .233. Présentation du département du Tarn . 253.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE ET GEOMORPHOLOGIQUE.253.2. CONTEXTE CLIMATIQUE .274. Identification et cartographie des formations géologiques argileuses etmarneuses. 294.1. DOCUMENTS ET METHODOLOGIE UTILISES.29Rapport BRGM/RP-53531-FR Rapport final5

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du Tarn4.1.1. Documents utilisés. 294.1.2. Méthode de réalisation de la carte des formations argileuses etmarneuses . 324.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE REGIONAL . 324.2.1. Les roches consolidées . 334.2.2. Les roches non consolidées . 334.3. LITHOSTRATIGRAPHIE DES FORMATIONS ARGILEUSES ET MARNEUSES344.3.1. Les formations superficielles du Quaternaire . 364.3.2. Les formations du substratum tertiaire (Éocène et Oligocène). 384.3.3. Les formations du substratum jurassique et triasique . 394.3.4. Les formations du substratum paléozoïque. 404.4. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE REGIONAL . 404.4.1. Référentiel Hydrogéologique . 404.4.2. Synthèse. 445. Caractérisations lithologique, minéralogique et géotechnique desformations argileuses et marneuses et élaboration de la carte desusceptibilité. 455.1. GENERALITES SUR L’ELABORATION DE LA CARTE DE SUSCEPTIBILITE455.1.1. Critères retenus . 455.1.2. Méthode de classification . 455.2. CRITERE LITHOLOGIQUE. 465.2.1. Définition du critère lithologique et barème . 465.2.2. Caractérisation lithologique des formations argileuses et marneuses dudépartement du Tarn . 475.3. CARACTERISATION MINERALOGIQUE DES FORMATIONS ARGILEUSESET MARNEUSES . 49Rapport BRGM/RP-53531-FR Rapport final6

Cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles dans le département du Tarn5.3.1. Définition du critère minéralogique et barème.495.3.2. Source des données .495.3.3. Caractérisation minéralogique des formations argileuses et marneusesdu département du Tarn.525.4. CARACTERISATION GEOTECHNIQUE DES FORMATIONS ARGILEUSES ETMARNEUSES .535.4.1. Définition du critère géotechnique et barème.535.4.2. Source des données .575.4.3. Caractérisation géotechnique des formations argileuses et marneusesdu département du Tarn.585.5. ELABORATION DE LA CARTE DE SUSCEPTIBILITE.605.5.1. Détermination du degré de susceptibilité .605.5.2. Susceptibilité des formations argileuses et marneuses .605.5.3. Carte de susceptibilité .616. Inventaires des communes sinistrées et des sinistres sécheresse détermination du critère densité de sinistres . 636.1. PROCEDURE DE DEMANDE DE RECONNAISSANCE DE L’ETAT DECATASTROPHE NATURELLE.636.2. IDENTIFICATION DES COMMUNES SINISTREES .646.3. COLLECTE DES DONNEES DE SINISTRES.676.4. REPARTITION DES SINISTRES PAR FORMATION GEOLOGIQUE ETDENSITES DE SINISTRES .706.4.1. Densité de sinistre rapportée à la surface d’affleurement des formationsgéologiques .706.4.2. Densité de sinistre rapportée à la surface urbanisée .716.4.3. Détermination de la densité de sinistres par formation .73Rapport BRGM/RP-53531-FR Rapport final7