Cavités souterraines

La géologie et l'histoire de la France expliquent la présence de 173 800 cavités souterraines, dont la taille varie de celle d'une cave (quelques m2) à celle d'une ancienne carrière souterraine (plusieurs dizaines d'hectares - ha). Dès la fin de leur exploitation par l'homme, ces cavités sont le siège d'une évolution lente mais inéluctable entraînant des mouvements de terrains. Leur ampleur et leur brutalité dépendent de la géométrie, de la profondeur, de la nature du sous-sol, de l'âge et de l'entretien des cavités. Ces mouvements se traduisent par des affaissements, des effondrements localisés (fontis) ou généralisés. En l'absence de stabilisation par des travaux de confortement, le terrain peut s'avérer inconstructible ou dangereux pour les constructions existantes.

Les accidents mortels sont très rares, mais quelques décès sont néanmoins recensés : 21 à Clamart (Hauts-de-Seine) en 1961, 1 à Neuville-sur-Authou (Eure) en 2001 et 2 à Pouancé (Maine-et-Loire) en 2002.

Parmi l'ensemble des cavités dont l'origine est connue, 54 % sont des cavités anthropiques (hors mine) : ouvrage militaire ou civil souterrain, cave (remise, activité agricole, voire industrielle), habitat troglodytique, carrière souterraine. Ces dernières, très nombreuses en Île-de-France et dans le Centre-Val de Loire (pierre à bâtir, gypse) sont liées à l'urbanisation ancienne. Le reste des cavités (46 %) sont des cavités naturelles provenant principalement de la dissolution des roches carbonatées (calcaires, dolomies, craie, etc.) ou sulfatées (gypse, etc.) à la suite des circulations d'eau dans les zones calcaires (Alpes, Jura, Pyrénées, Causses) et les zones gypseuses (agglomération parisienne). La diversité de ce type de cavités dépend de leur nature (karsts calcaires, cavités volcaniques, grottes marines, etc.) et de leurs dimensions.

Le changement climatique est de nature à accroître le risque d'effondrement des cavités souterraines. En effet, les variations des nappes d'eaux souterraines (hausse des pluies exceptionnelles ou d'hiver, baisse des pluies d'été) peuvent affecter la résistance des roches et des structures des cavités (toit, soutènement maçonné).

Densité de cavités souterraines par département

Note : il s'agit des cavités souterraines naturelles et anthropiques (carrières, caves, galeries, ouvrages civils, ouvrages militaires, puits).
Champ : France hors Paris et départements de la petite couronne et des Yvelines, Martinique, Guyane et Mayotte.
Source : BRGM, BD Cavités, 2022. Traitements : SDES, 2022

L'Eure et la Seine-Maritime regroupent un peu moins de 25 % de l'ensemble des cavités connues. La densité exceptionnelle dans ces deux départements (plus de 32 pour 10 km2) résulte de l'exploitation ancienne de carrières (pierre à chaux, pierre de taille calcaire) et surtout de marnières (petites carrières souterraines de craie pour amender les champs). A contrario, un peu plus de la moitié des départements ont une densité de cavités inférieure à 2 pour 10 km2.

Communes exposées au risque d'affaissement ou d'effondrement de cavité souterraine en Île-de-France

Note : la zone de dissolution des poches de gypse antéludien formé il y a plus de 37 millions d'années (buttes au nord de Paris, nord de la Seine-et-Marne, sud-est de Meaux) est également délimitée comme secteur à risques à Paris et dans près d'une quinzaine de communes de la Seine-Saint-Denis. Cette zone définie par l'arrêté interpréfectoral du 25 septembre 1977 vaut plan de prévention des risques naturels prévisibles, en application de l'article L.562-2 du Code de l'environnement.
Source : BRGM, IGC, 2017. Traitements : © L'institut Paris Région, 2021

L'exploitation ancienne des matériaux de construction (calcaire, gypse, craie, etc.) a laissé des vides dans le sous-sol francilien. Plus de la moitié des communes de Paris et de la petite couronne est concernée (2 620 hectares), sur des surfaces très variables, de quelques centaines de m² à plusieurs dizaines d'hectares, comme dans le Sud parisien (anciennes exploitations de calcaire). Ces zones sous-minées sont urbanisées à plus de 94 % et construites à plus de 70 %. En 1961, une carrière de craie s'est ainsi effondrée à Clamart (Hauts-de-Seine) sur 8 ha, emportant un quartier sur plus de 3 m de profondeur, plusieurs maisons, et faisant 21 victimes.

Répartition et densité des zones sous-minées par département et type de matériaux, hors marnière, en Île-de-France

Note : les zones sous-minées correspondent essentiellement à d'anciennes carrières souterraines.
Champ : inventaire incomplet en Seine-et-Marne.
Source : BRGM, IGC, 2017. Traitements : © L'Institut Paris Région, 2022

Les départements de la grande couronne sont également exposés  : exploitations de calcaires et de craie sur les coteaux de la vallée de la Seine ou de la vallée de l'Oise, de marnières dans le sud des Yvelines et surtout de gypse sur les différentes buttes au nord de Paris. En ajoutant à la petite couronne les 790 ha de terrains sous-minés dans les Yvelines, les 645 ha du Val-d'Oise et les 2 ha de l'Essonne, ce sont plus de 4 050 ha de terrains répartis sur près de 300 communes qui sont affectés par la présence d'anciennes carrières. Ces exploitations connues font l'objet d'un suivi très rigoureux par les Inspections générales des carrières de Paris et de Versailles. La présence d'anciennes carrières est également avérée sur près de 120 communes en Seine-et-Marne (exploitations de gypse sur environ 515 ha, etc.). Si la densité moyenne de zones sous-minées en Île-de-France est relativement modeste (moins de 0,5 ha/km2), Paris se détache (8 ha/km2), suivi par les Hauts-de-Seine et le Val-de-Marne.