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DDE DE L'AIN
ETUDE DE SURFACE DES MOUVEMENTS DE
TERRAIN AFFECTANT LE SECTEUR
DE LA DOYE à NANTUA (01)
Caractéristiques d'une surveillance
inclinométrique du versant
R30537 RHA 4S 90 FEVRIER 1990
par P. CHAL1VAT
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
, 0 . . . M , , „ ,_ Service géologique régional Rhône-Alpes 29. boulevard du 11-Novembre 1918 - B.P. 6083 - 69604 VILLEURBANNE CEDEX
Tél.: 78.89.72.02
DDE DE L'AIN
ETUDE DE SURFACE DES MOUVEMENTS DE TERRAIN AFFECTANT
LE SECTEUR DE LA DOYE à NANTUA (01)
- CARACTERISTIQUES D'UNE SURVEILLANCE 1NCLIN0METRIQUE DU VERSANT -
RESUME
A la demande de la D.D.E. de l'Ain, le B.R.G.M., Service Régional Rhône-Alpes, a procédé à l'étude préliminaire des déformations concernant la zone de la Doye à Nantua (01) et leur possible relation avec l'affaissement progressif de la Barre des Fècles.
A partir d'une reconnaissance de surface des terrains et de l'organisation spatiale du réseau de déformation, une interprétation globale des phénomènes a été tentée ; les indices d'instabilité visibles dans les matériaux marneux résultent d'une combinaison de facteurs morphologiques et géologiques défavorables, qui sont :
- un pendage général de la stratification, combiné à un double réseau de fractures ;
- une épaisseur importante des formations marneuses, sensibles aux phénomènes de fluages, déconfinées par l'érosion d'origine glaciaire.
L'affaissement de la Barre des Fècles serait induit par l'instabilité des formations marneuses sous-jacentes.
Pour vérifier ce scénario, on propose la mise en place d'un réseau d'in-clinomètres ; leur suivi devra être assuré pendant une période de deux ans au minimum.
Parallèlement à la mise en place de cette surveillance globale du versant, on peut envisager l'exécution de travaux légers (végétalisation, drainage par drains subhorizontaux), qui auront pour but de contrôler la détérioration des talus situés immédiatement à l'amont du CD 74 et des sources de la Doye.
- 1 -
- SOMMAIRE -
Pages
I - INTRODUCTION 3
II - RAPPELS DES PRINCIPALES DONNEES GEOLOGIQUES, STRUCTURALES
ET RESULTATS DE LA SURVEILLANCE DES FECLES 4
11.1 - Rappels du contexte géostructural 4
11.1.1 - Géomorphologie - hydrologie 4
11.1.2 - Substratum rocheux et formations superfi
cielles 6
11.1.3 - Données structurales importantes 10
11.2 - Surveillance des Fècles - Rappel des résultats 11
III - INDICES D'INSTABILITE AFFECTANT LE SECTEUR DE LA DOYE 12
IV - MECANISMES PROBABLES D'INSTABILITE 13
V - ORIENTATIONS FUTURES CONCERNANT LA SURVEILLANCE DU VERSANT
ET LES TRAVAUX DE CONFORTEMENT ENVISAGEABLES A COURT TERME 17
V.1 - Surveillance par inclinomètre 17
V.2 - Travaux de protection envisageables à court terme ' 20
VI - CONCLUSION 21
- 2 -
- TABLES DES FIGURES -
Pages
Figure 1 : Carte de situation de la zone étudiée 5
Figure 2 : Coupe géologique schématique au droit de la
Barre des Fècles 7
Figure 3 : Carte des formations superficielles 8
Figure 4 : Surfaces de glissement considérées dans l'étude de
stabilité 15
Figure 5 : Secteur de la Doye ; travaux de stabilisation 18
- ANNEXES -
Annexe 1 : Secteur de la Doye : indices d'instabilité, directions
principales des déformations.
Annexe 2 : Déplacements mesurés sur la Barre des Fècles par topométrie.
Annexe 3 : Calculs de stabilité.
- 3 -
I - INTRODUCTION
La Direction Départementale de l'Equipement de l'Ain a confié au B.R.G.M.,
Service Géologique Régional Rhône-Alpes, l'étude des déformations de la zone
de la Doye. Les terrains situés en amont de la source de la Doye sont en effet
connus pour leur instabilité, comme le prouvent les désordres affectant le
CD 74.
Au nord-ouest de cette zone sensible, se trouve la Barre des Fècles,
ensemble rocheux désolidarisé du plateau calcaire dominant Nantua. Le BRGM a
été missionné ces dernières années pour surveiller le déplacement des Fècles.
A partir des données ainsi recueillies, ainsi que d'une reconnaissance de
surface du secteur de la Doye (visite de terrain, examen des photos aérien
nes), l'objectif du présent rapport est triple :
1 - Etudier les phénomènes d'instabilité affectant le secteur de la Doye.
2 — Préciser la relation entre les déformations enregistrées sur la Barre
des Fècles et celles observées aux sources de la Doye, afin de per
mettre de définir les caractéristiques d'une auscultation des terrains
par inclinométrie ; elle aura pour objectif de connaître les vitesses
de déformations et la profondeur de la surface de rupture.
3 — Selon le diagnostic formulé en 2, définir le principe des travaux de
confortement réalisables sur le CD 74.
- 4 -
II - RAPPELS DES PRINCIPALES DONNEES GEOLOGIQUES, STRUCTURALES, et RESULTATS
DE LA SURVEILLANCE DES FECLES
II.1 - Rappels du contexte géostructural
11.1.1 - Géomorphologie - hydrologie
Le contexte géomorphologique et hydrologique a été décrit dans différents
rapports (BRGM 88 SGN 385 GEG ; BRGM 89 SGN 430 RHA) ; on rappellera ici les
éléments spécifiques à la zone d'étude.
Le plateau calcaire de "Don" domine la partie nord de la Cluse ; avec une
altitude de 900 mètres environ, il domine le secteur de la Doye et le CD 74 (à
la cote de 500 m dans leur partie la plus basse).
La Barre des Fècles, qui a fait l'objet, au cours de ces dernières années,
d'une surveillance particulière, est une partie désolidarisée du plateau qui
descend lentement, tout en se fragmentant, avec une vitesse actuellement de
l'ordre de 3 à 4 cm par an. Cet ensemble rocheux est long d'environ 450 m et
représente un volume estimé à 20 millions de mètres cubes. En contrebas de ces
falaises calcaires, pouvant atteindre une hauteur de 50 mètres, s'étendent des
reliefs à pente forte avec un dénivelle de 1 V pour 2.8 H à 1 V pour 1.2 H.
Ils ont été le plus souvent boisés artificiellement pour protéger les
habitations contre les chutes de rochers.
L'hydrologie de la zone étudiée est complexe ; la compréhension de l'orga
nisation du cheminement des eaux souterraines et superficielles peut permet
tre, moyennant la recherche d'informations complémentaires, de préciser les
mécanismes à l'origine des phénomènes d'instabilité. La source de la Doye,
localisée à l'ouest de la Barre des Fècles, constitue le seul exutoire perma
nent pour les eaux souterraines ; elle a probablement une origine karstique,
compte tenu de la nature calcaire des terrains du substratum et de la confi-
- 5 -
CARTE DE SITUATION ECHELLE 1/50 000
Figure 1
7 •-•îPLy->7/Vf'**- :*
R 30537 RHA 4S 90
- 6 -
guration de la topographie au niveau de la résurgence. Plus à l'ouest, le
Merdanson constitue un fossé naturel qui collecte les eaux de ruissellement
superficiel ; en effet, son débit semble très lié aux intempéries affectant le
bassin versant. Ces deux cours d'eau sont partiellement canalisés en fond de
Cluse.
11.1.2 - Substratum rocheux et formations superficielles
* Le substratum :
La région de Nantua est constituée essentiellement de formations d'âge
jurassique moyen à supérieur qui donnent son aspect caractéristique au
paysage par une alternance de niveaux durs calcaires et de niveaux plus
tendres marno-calcaires.
Les falaises calcaires formant la Barre des Fècles sont du Jurassique
supérieur (Rauracien, Séquanien, Kimméridgien, Portlandien). Ces niveaux
forment d'ailleurs la plupart des falaises dominant la Cluse de Nantua.
Ils reposent sur des formations marneuses et marno-calcaires du Jurassique
supérieur (Oxfordien - Argovien) ; de couleur bleu à gris, ces dernières
se rencontrent près de la zone de la Doye et du CD 74, jusqu'au ruisseau
le Merdanson. Dans ces formations marneuses sont localisés des phénomènes
d'instabilité tels que glissements, fluages et ravinements, tandis que les
instabilités dans le domaine rocheux (chutes de blocs, effondrements) se
rencontrent principalement dans les niveaux calcaires sus-jacents.
(cf. rapport BRGM 89 SGN 430 RHA).
* Les formations superficielles :
Les figures 2 et 3 montrent respectivement une coupe géologique schémati
que réalisée au droit de la Barre des Fècles et un extrait de la carte des
formations superficielles (cf. rapport 89 SGN 430 RHA). Les principales
formations rencontrées sont les suivantes :
FZ : Alluvions fluviatiles récentes ; de composition hétérométrique
COUPE GEOLOGIQUE SCHEMATIQUE AU DROIT DE LA BARRE DES FECLES
Altitude
1000
9oo-
800-
700-
600-NANTUA
500-
Fossé existont à I'arrière
c/e la Barre des Fëc/es
Eboulis (EC)
Calcaire (JC)
Altération superficielle #
des formations marneuses (C/M
Marno-calcaire
Stratification
noo-* Dénomination utilisée, dans lo Figure 3
i
100 zoo 300 wo 500 600 700 800 900 m
- 8 -Figure 3
CARTE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES
Repères NGFen km
l8S2.45 8S2.65 8S2.SS 853.OS 853.2S 353.45
-134.24
133.249E2.2S
-134.04
133.84
• - .64
S52.45 852.6S 352.85
Légende
SS3.OS 8S3.2S 8S3.45
Echelle 1/1OOOO
CF ^ H Coi/uvions de fond de vaf/éeFZ BBj Alluvions f/uvioti/es récentesFy jBiffl Dépôts fluvio-glaciairesX Jjjjjj Aménagements anthropiques
EX WÊm Eboa lis provoquésJE ^ B Cônes de déjection actifsEC WB Eboulis et co/iuv/ons de versant-^ ËMM Calcaires marneux, mornes et
leurs altérations superficielles
JC i l Calcaires
R 30537 RUA 4S 90
- 9 -
(blocs, galets à argiles), ces alluvions présentent un caractère
fluvio-lacustre avec alternance de sables et galets et- de lentilles
tourbeuses.
: Dépôts fluvio-glaciaires ; ils sont composés d'un cailloutis hétéro
gène et de blocs calcaires émoussés dans une matrice marno-sableuse
brun gris. Ces sédiments apparaissent en reliques sur les paléosur
faces bordant le réseau hydrographique actuel.
En amont de la Doye et du Borrey, aux sources de la Latte, ces for
mations soulignent d'anciennes fractures. La teneur en argiles grises
est ici beaucoup plus importante.
: Colluvions de fond de vallon, elles s'accumulent au bas des pentes et
des têtes de vallée, entraînées par les eaux de ruissellement et la
gravité. De granulométrie très variable, elles comprennent toutefois
une proportion notable de fines. Le matériel issu du substratum
environnant est composé de calcaires anguleux et de marnes.
: Eboulis et colluvions de versants. Entre le lac et la ville de Nantua
d'une part et les plateaux qui les bordent, un nappage de débris cal
caires masque sur de grandes étendues la partie inférieure de la
falaise. Ces éboulis sont stratifiés au fur et à mesure de leur mise
en place par gravité, en conservant une pente apparente d'environ 30
à 40°. Ils laissent toutefois entrevoir localement des vires du subs
tratum jurassique. Les éboulis sont généralement triés de haut en bas
(les particules les plus fines au sommet). Ces éléments résultent
pour la plupart des phénomènes de gélifraction qui érode lentement la
falaise. De gros blocs épars jalonnent ces pentes en équilibre pré
caire ou enchâssés par des apports plus récents. Ils témoignent d'un
autre mode d'érosion qui affecte la barre sommitale. Celle-ci, kars-
tifiée et fissurée, se décolle peu à peu et se désolidarise de la
falaise en provoquant des écroulements de blocs massifs. Ces derniers
entraînent dans leurs chutes des réactions en chaînes lorsque, plus
bas, l'équilibre des éboulis est rompu.
: Cônes de déjection actifs et éboulis vifs.
Du fait de l'érosion intense exercée sur la falaise, celle-ci fait
l'objet d'une géologie dynamique active dont l'évolution est sans
- 10 -
cesse observable. Les cônes de déjection et les éboulis vifs sont,
par leurs aspects, les plus représentatifs de cet état de fait.
Les éboulis et colluvions supérieurs retenus par des barres calcaires
sont canalisés par des entonnoirs naturels dans la roche, qu'ils
traversent avant de s'épandre en aval sous forme de cônes, ce qui les
distingue des éboulis vifs tout aussi instables et de même composi
tion ; il s'agit pour l'essentiel de débris calcaires anguleux centi-
métriques à décimétriques.
JM : Produit de solifluxion. Sur les contreforts de la falaise dominant le
nord de la ville de Nantua, les marnes sont soumises à des phénomènes
de solifluxion en différents endroits. Le phénomène, toujours actuel,
a entraîné la détérioration ou la destruction de certains édifices
anthropiques (murs, habitats). Contrairement aux éboulis de calcai
res, les produits de solifluxion à fort pourcentage de marnes glis
sent en masse, à des vitesses lentes.
EX : Eboulis contrôlés. L'homme intervient parfois pour devancer des ébou-
lements ou écroulements naturels afin de prévenir tout accident. La
disposition des blocs est alors plus hétérogène.
>( : Aménagements anthropiques. En complémentarité des éboulis provoqués,
l'homme aménage des "barrages" et des "réservoirs" pour stopper 1er
chutes de rochers.
11.1.3 - Données structurales importantes
Le pendage moyen des formations du substratum est de l'ordre de 10° vers
l'ouest ; il apparaît nettement au niveau des falaises calcaires de la Barre
des Fècles. De plus, deux systèmes principaux de fractures ont été identi
fiés :
- des fractures dont l'orientation varie de E-W à ENE-WSW avec un pendage
vertical ou voisin de la verticale ;
- des fractures dont l'orientation varie de N-S à NNW-SSE ; leur pendage
est également quasi-vertical.
- 11 -
La combinaison de ces deux réseaux, avec la stratigraphie, est la cause du
découpage en prisme de la falaise supérieure. Cette combinaison se retrouve
également dans les formations marneuses formant le soubassement de la Barre
des Fècles.
11.2 - Surveillance des Fècles - Rappel des résultats
L'affaissement général de la Barre des Fècles a été démontré et même quan
tifié par topométrie terrestre, grâce au concours de l'IGN dans un premier
temps. Entre 1985 et 1986, on a mesuré un déplacement vertical de 4 cm ; entre
1986 et 1987, il a été de 3 cm. L'écroulement brutal de cet ensemble rocheux
n'est cependant pas à craindre à court terme ; néanmoins, il n'en est pas de
même pour un certain nombre de sous-colonnes latérales, pouvant atteindre
plusieurs centaines de m , elles-mêmes désolidarisées de la barre principale.
L'accent a donc été mis dans un passé récent sur la surveillance d'une colonne
située à l'extrémité orientale de la Barre des Fècles où un matériel de mesure
(capteurs de déplacements et températures), associé à un système de saisie
autonome et une chaîne de télétransmission, a été installé (cf. rapport BRGM
88 SGN 385 GEG).
Ces enregistrements en continu ont montré que les vitesses de déplacement
(horizontalement et verticalement) de la sous-colonne étudiée étaient supé
rieures à celles de la Barre principale.
Le problème est maintenant de préciser la relation, si elle existe, entre
ces déplacements et les signes d'instabilité observés en partie basse (CD 74,
source de la Doye).
- 12 -
III - INDICES D'INSTABILITE AFFECTANT LE SECTEUR DE LA DOYE (Annexe 1)
La carte présentée dans l'annexe 1 synthétise les observations effectuées
au cours de visites sur le site. Elles concernent essentiellement les phé
nomènes d'instabilité affectant les terrains marneux. Un certain nombre d'in
formations complémentaires ont pu être recueillies auprès des services techni
ques de la commune de Nantua (séquence des travaux réalisés le long du CD 74
et pour le captage de la Doye). La réalisation de photos aériennes par l'IGN
en 1989 a permis également de localiser les zones de déformations préféren
tielles.
Les principaux indices d'instabilité sont les suivants :
* en partie basse, à l'extrémité nord-ouest du CD 74, un bourrelet est
visible au niveau d'un parking ; il s'est déclaré au printemps 1983 et
reste en évolution ;
* plus en amont de ce bourrelet existe une zone de terrasses partiellement
occupée par des jardins. Les murs de soutènement constituant ces ter
rasses présentent par endroits des signes de déversement et de fissu
ration importants ;
* en 1967, un remodelage des talus routiers le long du CD 74 a entraîné la
mise en place de massifs préfabriqués en béton. Ceux-ci présentent à
l'heure actuelle des signes de déformations ;
* entre la source de la Doye et la vieille ville, l'observation des dépla
cements montre que le soutènement du CD 74 se rapproche progressivement
des habitations situées en aval (passerelle détériorée).
A la source de la Doye, le mur de, soutènement en pierres massives
reconstitué en 1987 présente aussi des signes de déformations.
* les talus dominant le CD 74 sont très érodés par manque de végétalisa-
tion :
- 13 -
* dans la partie amont, entre les cotes NGF 550 et 600, des décrochements
en marches d'escalier, dans les terrains marneux, sont une preuve sup
plémentaire de l'instabilité naturelle du versant. Cette morphologie est
présente dans la partie nord-est de la zone étudiée qui n'est pas
directement dominée par la Barre des Fècles ; ces reliefs ne sont donc
pas imputables au mouvement de la barre supérieure mais ils sont vrai
semblablement provoqués par les conditions hydrologiques locales et la
nature marneuse des terrains. Les matériaux marneux sont en effet connus
pour être sensibles aux phénomènes de fluage, c'est-à-dire à des
déformations lentes à contrainte constante. Une simple variation sai
sonnière de la teneur en eau dans ces formations peut être à l'origine
de ces déformations. Ce phénomène est accentué sur ce site par la
présence d'un réseau de fracture particulièrement défavorable.
IV - LES MECANISMES PROBABLES D'INSTABILITE
A la lumière des informations collectées pour les besoins de cette étude,
les principaux éléments qui apparaissent sont les suivants :
* les formations marneuses constituant le soubassement de la falaise cal
caire sont dans un état de stabilité précaire naturellement compte tenu
du contexte géomorphologique (pente, hydrologie) et géologique (factu
ration, nature des matériaux) lorsqu'elles sont déconfinées. Cela est
visible dans des zones non soumises à l'action de surcharge de la Barre
des Fècles ;
* l'examen des cartes topographiques montre que l'épaisseur apparente des
formations marneuses mises à nu sur le territoire de la commune est la
plus importante au droit de la source de la Doye et du CD 74 ; cette
épaisseur diminue vers l'ouest, c'est-à-dire sous la Barre des Fècles,
où elle reste cependant importante. Au niveau du lac, ces couches mar
neuses sont protégées par des éboulis ou autres formations superficiel-
- 14 -
les. Plus à l'est, ces formations sont plus stables en raison du pendage
de la stratification qui est favorable ; dans cette zone, dont la
morphologie a été façonnée par les glaciers, les terrains marneux ont
été découverts sur de faibles épaisseurs ;
* les actions anthropiques accélèrent les phénomènes d'érosion et de
glissement au niveau du CD 74.
En résumé, on peut conclure que les phénomènes d'instabilité (fluage),
visibles dans les matériaux marneux, résultent d'une combinaison de facteurs
morphologiques et géologiques défavorables qui sont :
- pendage général de la stratification,
- orientation du double réseau de fractures,
- épaisseur des formations marneuses, sensibles aux phénomènes de
fluage, déconfinées par l'érosion d'origine glaciaire,
L'affaissement de la barre calcaire supérieure serait par conséquent induit
par le glissement des formations marneuses sous-jacentes. Ce scénario d'évolu
tion du versant reste cependant à vérifier par un système d'auscultation
approprié par inclinométrie. La définition des caractéristiques de cette sur
veillance ainsi que la liste des mesures concrètes à prendre pour améliorer
localement la stabilité des terrains sont l'objet du prochain paragraphe.
* Résultats d'une étude de stabilité :
Une étude de stabilité a été réalisée grâce au logiciel CLARA, à partir
des données topographiques et géologiques actuellement disponibles. L'intérêt
de ce programme est de pouvoir estimer la stabilité d'un versant décrit par
ces 3 dimensions (X, Y, Z) ; un raisonnement plus classique sur des sections <
(x, z) ne peut pas, dans ce cas particulier, rendre compte du réseau de
déformations observé.
Pour réaliser cette approche tridimensionnelle, nous avons utilisé les
hypothèses suivantes :
- la surface de rupture est de type ellipsoïdal avec son grand axe dirigé
N-S ;
- 15 - Figure 4
SURFACES DE GLISSEMENT CONSIDEREES DANS L'ETUDE DE STABILITE
900-
800-
700-
600-
500-
1)00-
section â x=500 m
Eboulis et formations de pente
Calcaire
Marno- cokoire
Surface de rupture globale FS=1,0 par calage des propriétés mécaniques
Surface de rupture dans les formations marneuses
fS« 1
100 200 1"
300 ttOO 500 600 100 800 900
- 16 -
- les caractéristiques mécaniques des terrains modélisés sont :
| Altération
| marno-calc<
des
aires
formations (
Densité
2.4
2.3
1.9
Cohésion
C. * | C h • ' v
(T/m2)|(T/m2)
20.0 | 7.0
9.0 | 5.0
3.0 | 3.0
Frottement |
•h
45°
40°
25°
4> I vv '
35° |
25° |
25° |
* Les indices h et v signifient respectivement horizontal et vertical.
- des écoulements d'eau au-dessus des marnes considérées comme imperméa
bles ;
- une anisotropie des propriétés mécaniques a été introduite dans les cal
culs de stabilité pour prendre en compte la moindre résistance mécanique
des formations rocheuses le long des plans de fracturation subhorizon
taux.
Cette approche simple démontre clairement que les surfaces de rupture les
plus critiques sont placées dans les formations marno-calcaires, les grandes
surfaces englobant l'ensemble du versant correspondent à des coefficients de
sécurité plus forts. Les caractéristiques mécaniques très médiocres des forma
tions marneuses et la faible inclinaison de la surface de rupture par rapport
à l'horizontale, expliquent les résultats présentés ci-dessous :
cas | FS
Surface de rupture globale (fossé | 1.0
des Fècles = décrochement amont) | (calage des propriétés mécaniques)
Surface de rupture localisée dans | 0.6 - 0.7
les formations marneuses |
- 17 -
Les sphères de glissement étudiées possédaient les caractéristiques géomé
triques suivantes :
* coordonnées du centre : X = 500 100 < Y < 240 940 < Z(NGF) < 1200
(cf. Annexe 3 pour un exemple des résultats obtenus par CLARA)
* altitude du plan tangent inférieur : 510 < Z(NGF) < 540
* étirement de la sphère mesuré par le rapport a/b avec :
a : longueur du petit axe de l'ellipse,
b : longueur du grand axe de l'ellipse pris dans la direction du
mouvement
0.5 < a/b < 0.9
V - ORIENTATIONS FUTURES CONCERNANT LA SURVEILLANCE DU VERSANT ET LES TRAVAUX
ENVISAGEABLES A COURT TERME
V.1 - Surveillance par inclinomètre
Elle aura pour objectif de vérifier les hypothèses présentées dans les
paragraphes précédents, c'est-à-dire :
* connaître la ou les profondeurs des surfaces de déformation,
* évaluer l'amplitude et les vitesses de déplacement le long de ces sur
faces,
* mettre en relation le basculement de la Barre des Fècles (estimé par
topométrie) avec les phénomènes d'instabilité affectant les formations
marno-calcaires.
La mise en place d'inclinomètres profonds, implantés en tenant compte du
réseau de déformations observées, et leur suivi pendant une période minimum de
deux ans, permettront d'apporter des éléments de réponse à ces trois ques
tions.
- 18 - Figure 5
\
SECTEUR DE LA DOYE ; TRAVAUX DE STABILISATION
Eboulis stabilisés et produits d'altération
Calcaires (Bathonien)
•i — i-l Calcaires marneux
o 50 iOO m i
R 30537 RHA 4S 90
- 19 -
Les inclinomètres permettent de surveiller, en forage, l'apparition ou le
développement d'une déformation sur une ou plusieurs surfaces de rupture. 11
faut pour cela réaliser des forages qui descendent au-delà de la surface de
rupture présumée.
Compte tenu du dénivelle entre le sommet du plateau calcaire et la ville
basse, des inclinomètres d'une longueur de 100 mètres au moins seront néces
saires à mi-pente. On essaiera d'en réaliser deux, l'un, à l'ouest entre la
source de la Doye et l'ancienne colonne, l'autre, plus directement sous la
Barre des Fècles. Si les moyens financiers sont trop courts, on se contentera
du premier. Ce dispositif devra être complété par un inclinomètre court
(20 mètres au maximum), placé le long du CD 74. L'emplacement de ces trois
ouvrages est défini de façon approximative sur le plan de l'annexe 1 ; leur
position exacte sera fonction des conditions locales d'accès.
En fonction des premiers résultats obtenus en forage, il devra être pos
sible techniquement de modifier le programme défini ci-dessus, d'où la néces
sité d'un suivi spécifique des opérations de forages par un technicien
spécialisé qui devra guider l'équipe des sondeurs et prendre les décisions
concernant :
- la cote d'arrêt des sondages,
- les niveaux pour la prise d'échantillons qui sera fonction des terrains
rencontrés.
Ces forages profonds seront exécutés en destructifs dans les éboulis de
surface et en carottage dans les formations marno-calcaires. Tubes en continu,
ils devront permettre la réalisation de diagraphies et la pose d'inclinomètres
(0 48.5).
La partie supérieure des inclinomètres profonds devra être protégée sur 5
à 10 m environ, correspondant à l'épaisseur des éboulis, afin d'éviter un
cisaillement rapide des tubes au contact des formations marno-calcaires ; un
forage en 0 200 minimum pourra assurer cette protection.
Le coût approximatif pour ces travaux (un inclinomètre de 100 m et un de
- z o
zo m) sera de 300 000 F HT, y compris la réalisation de diagraphies (GAMMA
RAY, GAMMA-GAMMA, NEUTRON-NEUTRON) et l'enregistrement des paramètres de
forages.
V.2 - Travaux de protection envisageables à court terme
Ils n'auront pas pour but de conforter l'ensemble du versant, les mécanis
mes à l'origine de l'instabilité globale étant toujours à l'étude. Par contre,
il est possible d'améliorer sensiblement le comportement local des talus domi
nant le CD 74, notamment aux phénomènes d'érosion, par des procédés simples
tels que la végétalisation (technique de l'hydroseeding). De même, la mise en
place de drains subhorizontaux de 15 à 20 m de longueur, au niveau des soutè
nements situés à l'aval du CD 74, permettrait de mieux contrôler les poussées
dues aux écoulements d'eau ; en milieu karstique, les variations du régime
hydraulique peuvent en effet être très importantes.
La figure 3 précise l'implantation de ces travaux. Leur coût approximatif
sera :
- végétalisation 60 000 F HT
- drainage par drains subhorizontaux et raccordement
à un réseau d'évacuation 250 000 F HT
Ces coûts sont approximatifs et ne comprennent pas la rémunération d'in
génierie, et éventuellement de topographie, liés à la constitution des dos
siers d'A.P.D et D.C.E pour ces travaux. Leur définition précise et le chif
frage définitif feront l'objet de ce futur document.
- 21 -
VI - CONCLUSION
La reconnaissance de surface des indices d'instabilité relevés entre la
zone de la Doye et la Barre des Fècles, sur la commune de Nantua, ont permis
de définir les causes probables de l'instabilité d'ensemble du versant à cet
endroit, qui sont d'ordre géologique et géomorphologique :
- le pendage général de la stratification, combiné à un double réseau de
fractures très défavorables ;
- l'épaisseur importante des formations marneuses déconfinées par l'éro
sion d'origine glaciaire ; ces matériaux sont, de plus, très sensibles
aux phénomènes de fluages.
L'installation et le suivi, pendant au moins deux années, d'un réseau
d'inclinomètres permettront de vérifier l'hypothèse selon laquelle le bascule
ment de la Barre des Fècles serait dû à l'instabilité des formations marno-
calcaires formant son soubassement, pour les raisons énoncées ci-dessus.
Des travaux, tels que végétalisation et mise en place de drains subhori
zontaux, permettront d'améliorer sensiblement la tenue des talus situés à
l'amont du CD 74, notamment aux problèmes d'érosion. Ces travaux n'auraient
pas pour effet de stabiliser l'ensemble du versant, mais de contrôler locale
ment une détérioration déjà avancée.
A N N E X E
SECTEUR DE LA DOYE INDICES D INSTABILITE
A N N E X E 2
DÉPLACEMENTS MESURÉS SUR LA BARRE DES FÈCLES PAR TOPOMÉTRIE
i
<
i.1
Y
il
A en X Y (échelle : 1/1 )
• ^ X
v A z (échelle : 1/1)
mouvement 1985 - 1986
mouvement 1986-1987
FALAISE DE . ••'•."•' -;• -, •-:'-..,''•: s - , ' t
BARRE DES FECLES
schéma de déïerminahon
A PILIER
O TIGE DE CONTROLE
DISTANCE MESUREE
VISEES
A N N E X E 3
CALCULS DE STABILITÉ
(EXEMPLE DE SORTIES DU PROGRAMME CLARA)
i
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERS
CLARA - SLOPE STABILITY ANALYSIS, BISHOP'S SIMPLIFIED AND JANBU METHODS
Project: LES FECLES Data File: TOT1402.CLA Analysis by: P CHALIVAT Date: 02-14-199! Data Set: SPHERE
RUN IDENTIFICATION LABEL: 14.02.90 RUPTURE GENERALE
Number of Active Columns 502 Axis of Rotation Y-coordinate 210.0s Max. No. Columns in Y-dir. 28 Axis o-f Rotation Z-coordinate 1060.0s Slide Volume 3.13E+06 Total Water Trust Force 0.00E+0! Weight of Slide Mass ... 1.75E+08 Unbalanced Transverse Force .-5.82E+0I Sliding Sur-face Area ... 2.34E+05 Z-coord. of unbalanced force -80.8 Earthquake Accélération 0.00 Négative Norm. Forces 0.01 % OF WEIGH"
!! NUMBER OF WARNINGS ISSUED CONCERNING THE PRESENT SOLUTION: ... 2
FACTOR OF SAFETY: Bishop's ... 0.668
Press any key to continue
SUMMARY OF MATERIAL AND DISCONTINUITY PROPERTIES
NO. LABEL UNIT COHESION FRICTION PORE-PRESS, WEIGHT HOR. VERT. HOR. VERT. RATIO* B-BAF
A/ MATERIALS: 1 MARNE 22.00 70.0 30.0 35.0 15.0 -1.00 0.00 2 CALCAIRE 24.00 100.0 10.0 45.0 35.0 -1.00 0.00 3 EB+ALT 18.00 20.0 20.0 25.0 25.0 -1.00 0.00
NOTES: i Material layers are numbered from bottom up <
* Négative integer signifies the applicable piezometric surface numbt '
I
D to obtain detailed printout, R to show results again, Q -for Main Menu
CENTRE CQQRDINATES Y
150.00 150.00 150.00 150.00
150.00 150.00 150.00 150.00
150.00 150.00 150.00 150.00
180.00 180.00 180.00 180.00
180.00 180.00 180.00 180.00
180.00 180.00 180.00 180.00
210.00 210.00 210.00 210.00
210.00 210.00 210.00 210.00
210.00 210.00 210.00 210.00
Z
1000.00 1000.00 1000.00 1000.00
1030.00 1030.00 1030.00 1030.00
1060.00 1060.00 1060.00 1060.00
1000.00 1000.00 1000.00 1000.00
1030.00 1030.00 1030.00 1030.00
1060.00 1060.00 1060.00 1060.00
1000.00 1000.00 1000.00 1000.00
1030.00 1030.00 1030.00 1030.00
1060.00 1060.00 1060.00 1060.00
TANGENT ELEV.
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
510.00 510.00 515.00 515.00
ASPECT RATIO
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
0.80 0.90 0.80 0.90
NUMBER DF ACT. COLS.
217 242 187 211
242 275 215 243
280 313 249 276
286 322 258 291
329 369 293 329
402 457 359 406
380 429 341 385
451 507 411 469
502 579 475 528
F OF S
0.699 0.702 0.726 0.731
0.690 0.695 0.715 0.719
0. 690 0.692 0.709 0.711
0.678 0.683 0.691 0.694
0.681 0.685 0.693 0.695
0.680 0.682 0.696 0.697
0.685 0.687 0.694 0.695
0.673 0.674 0.684 0.685
0.668 0.671 0.674 0.674
NUMBER OF WARNINGS
0 0 1 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
3 3 f-^,
3
0 1 0 1
1 1 1 ^
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1 3 •*"?