Dans le cadre de la préparation du plan national d'adaptation au changement climatique attendu pour 2011 en France, l'Institut National de l'Environnement et des Risques Industriels (INERIS) accentue ses recherches sur les cavités souterraines peu profondes. Ces nombreux ''vides'' géologiques résultants de l'exploitation de matières premières, de la construction d'abris souterrains (sapes de guerre, refuges troglodytiques…) ou de phénomènes naturels (dissolution des roches) sont en effet susceptibles d'être affectés par les variations climatiques. ''Selon les prévisions du GIEC, sous nos latitudes, les précipitations hivernales augmenteraient et les précipitations estivales diminueraient'', explique Christophe Didier, Directeur adjoint à la direction du sol et du sous-sol de l'INERIS. ''Ces évolutions pourraient influer sur le phénomène de ''battement de nappes'' et affecter la stabilité des cavités'', ajoute-t-il.

Les cavités fragilisées par les mouvements des nappes

En effet, la variation du niveau des nappes risquerait de fragiliser les roches et de conduire à des effondrements. Ce phénomène a déjà été observé par le passé à l'occasion de crues importantes. En 1910, la crue de la Seine et de ses affluents et en particulier du Loing a provoqué l'ennoyage d'une ancienne exploitation de craie qui servait de champignonnière (carrière de Lorroy en Seine-et-Marne). Quelques heures après, la cavité s'effondrait emportant avec elle tout un pan de falaise. De même en 2001, suite à la remontée exceptionnelle des nappes du plateau picard, de nombreux effondrements d'habitation ont été constatés dans plusieurs communes.

Instrumentation de la carrière de Saint Martin le Nœud© INERIS

L'Ineris cherche donc à mieux comprendre ces phénomènes en se basant sur le retour d'expérience mais également en instrumentant plusieurs cavités dans des contextes géologiques différents comme la carrière de craie de Saint Martin le Nœud (Oise) et les terrains gypseux de Villepinte (Seine Saint Denis). Ces données complétées par des travaux au niveau microscopique et des modélisations doivent permettre d'étudier le comportement de la roche face aux variations quantitatives (niveau de nappe) et aux caractéristiques physico-chimiques des eaux.
Selon les premiers résultats, la majorité des roches perdent entre 30 et 50% de leur résistance lorsqu'elles sont saturées d'eau. Ce taux est bien plus élevé pour l'argile ou la craie mais plus faible pour le granit. D'autres mécanismes de dégradation sont également identifiés : augmentation de la masse des terrains gorgés d'eau au-dessus des cavités, modification de la géométrie des vides par déplacement des éboulis via le ruissellement, activité microbiologique qui participe au ''vieillissement'' des massifs rocheux.

Vers un ''plan cavités'' au niveau national

L'objectif de ces recherches est d'intégrer ces risques dans les Plans de Prévention des Risques Naturels et dans les politiques d'aménagement du territoire. En effet, ces cavités, autrefois situées en périphérie des villes, se trouvent désormais fréquemment sous des zones habitées, du fait de l'extension progressive des centres urbains.
Encore faut-il identifier les zones concernées, ce qui est loin d'être simple. L'existence des cavités souterraines est souvent méconnue. Abandonnées depuis des années, oubliées voire ignorées, elles sont parfois découvertes au hasard de travaux. Un recensement est en cours par le Bureau de Recherche Géologique et Minière (BRGM) et selon l'Ineris, près de 3.000 communes pourraient être concernées directement par la présence de plusieurs milliers de carrières auxquelles il faut ajouter les 4.000 sites du réseau minier. ''Les exploitations de gypse concernent surtout le sud-ouest de la France, l'Ile-de-France et le Jura tandis que les exploitations de craies se concentrent surtout en Normandie, dans le Nord-Pas-de-Calais et en Ile-de-France'', explique Christophe Didier.

Le croisement de cet inventaire avec les données de l'Ineris devrait permettre à terme d'identifier les cavités les plus sensibles en fonction de leur contexte géologique et de les ''traiter''. ''Ce n'est pas un aléa devant lequel on est sans ressource'', rappelle Christophe Didier. ''On peut combler ces cavités ou renforcer leur structure ou si nécessaire évacuer les populations'', ajoute-t-il. Un ''plan cavité'' serait d'ailleurs en cours de préparation au ministère de l'écologie.