Les phénomènes de dégradation des carrières souterraines

Dès la fin de son exploitation, une carrière devient le siège d’une évolution, souvent lente mais inéluctable, conséquence de son vieillissement. Les diverses formes de dégradation des excavations et le type de désordre affectant la surface sont liés aux caractéristiques géométriques des vides, à la nature du matériau exploité, à celle des terrains de recouvrement et à des contraintes diverses telles que constructions, routes, infiltrations d’eau,…

Ils se manifestent par suite de tassement de remblais qui remplissent les vides souterrains ou de la ruine de cavités de petite dimension.

Ils se produisent dans les carrières qui n’ont pas été remblayées, par suite de la chute progressive des terrains de recouvrement, ce qui entraîne la formation d’un vide qui remonte vers la surface où il débouche sous forme de cratères dont le diamètre peut varier de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres. Les conséquences en surface sont en général limitées mais elles peuvent s’avérer très graves si elles se localisent sous une construction ou sous toute autre infrastructure. Les fontis se développent préférentiellement à l’aplomb de carrefours de galeries ou de piliers ruinés car ce sont les endroits où la surface portante du toit non soutenue par des piliers est la plus importante et donc les risques de chutes de toit les plus élevées. C’est la présence d’une couverture constituée de roches peu résistantes ou meubles (sables, marnes) qui permet à l’instabilité initiale de se propager jusqu’au jour et de donner naissance à un fontis.

 
Les différentes phases de l’évolution d’un fontis (Dessin de D. Munier)
 
1 - Rupture de toit avec chutes de blocs dans une ancienne exploitation
2 - Montée de voûte par chutes successives de blocs du bas-toit
3 - Début de formation d’une cloche de fontis. Un cône d’éboulis commence à se former
4 - La cloche de fontis continue à se développer vers la surface. Le cône d’éboulis a rempli la cavité souterraine
5 - Le fontis reconnu a été rebouché
6 - Le fontis débouche au jour provoquant l’effondrement des terrains de surface. 

Il s’agit d’une dégradation qui se manifeste par suite d’une rupture d’un ou de plusieurs piliers. Par suite d’un phénomène de report de charge, le nombre de piliers concernés peut être assez élevé, d’où un mouvement qui peut se manifester sur une très grande surface. Les effondrements surviennent le plus souvent d’une façon brutale et se caractérise par une chute des terrains.

 
Source : M. Thorin