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RAPPORT D’ÉTUDE 29/07/2005 DRS-05-55102/R01 Contribution au développement d’out

RAPPORT D’ÉTUDE 29/07/2005 DRS-05-55102/R01 Contribution au développement d’outils d’aide à l’évaluation des aléas dans le cadre des PPRM Aléa « mouvements de terrain » pour les gisements pentés et filoniens Partie 1 : Inventaire et principales caractéristiques des gisements pentés et filoniens en France INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 1 sur 69 Contribution au développement d’outils d’aide à l’évaluation des aléas dans le cadre des PPRM Aléa « mouvements de terrain » pour les gisements pentés et filoniens Partie 1 : Inventaire et principales caractéristiques des gisements pentés et filoniens en France Direction des Risques du Sol et du Sous-sol Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie Direction de l’Action Régionale, de la Qualité et de la Sécurité Industrielle (DARQSI) Autres personnes ayant participé à l’étude : F. POULARD, ingénieur à la Direction des Risques du Sol et du Sous-sol. V. MARTINET, technicien supérieur à la Direction des Risques du Sol et du Sous- sol. INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 2 sur 69 PREAMBULE Le présent rapport a été établi sur la base des informations fournies à l'INERIS, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives et de la réglementation en vigueur. La responsabilité de l'INERIS ne pourra être engagée si les informations qui lui ont été communiquées sont incomplètes ou erronées. Les avis, recommandations, préconisations ou équivalent qui seraient portés par l'INERIS dans le cadre des prestations qui lui sont confiées, peuvent aider à la prise de décision. Etant donné la mission qui incombe à l'INERIS de par son décret de création, l'INERIS n'intervient pas dans la prise de décision proprement dite. La responsabilité de l'INERIS ne peut donc se substituer à celle du décideur. Le destinataire utilisera les résultats inclus dans le présent rapport intégralement ou sinon de manière objective. Son utilisation sous forme d'extraits ou de notes de synthèse sera faite sous la seule et entière responsabilité du destinataire. Il en est de même pour toute modification qui y serait apportée. L'INERIS dégage toute responsabilité pour chaque utilisation du rapport en dehors de la destination de la prestation. Rédaction Vérification Approbation NOM C. LAMBERT R. SALMON X. DAUPLEY M. GHOREYCHI Qualité Ingénieur à l’Unité Risques Géotechniques liés à l’exploitation du sous-sol à la Direction des Risques du Sol et du Sous-sol Ingénieur et responsable à l’Unité Risques Géotechniques liés à l’exploitation du sous-sol à la Direction des Risques du Sol et du Sous-sol Directeur des Risques du Sol et du Sous-Sol Visa INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 3 sur 69 TABLE DES MATIÈRES SYNTHÈSE 1. PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L’ÉTUDE.................................................11 1.1 Contexte et objectifs....................................................................................11 1.2 Limites de l’inventaire et suites ...................................................................11 1.3 Sources d’information..................................................................................12 1.4 Mises à jour.................................................................................................12 2. LES INFORMATIONS CONTENUES DANS L’INVENTAIRE........................13 2.1 Matériau exploité.........................................................................................13 2.2 Localisation .................................................................................................15 2.3 Historique du titre minier .............................................................................16 2.4 Géométrie du corps minéralisé ...................................................................16 2.5 Contexte géologique ...................................................................................17 2.6 Type de travaux ..........................................................................................18 2.7 Retours d’expérience ..................................................................................18 2.8 Divers..........................................................................................................19 3. CONTEXTE GÉOLOGIQUE ET DÉFINITIONS..............................................21 3.1 Origine du gisement ....................................................................................21 3.2 Morphologie des corps de minerais ............................................................22 3.3 Eléments constitutifs du gisement...............................................................22 3.4 Caractéristiques des trois principales formes de gisement .........................23 3.4.1 Filons (figure 4)........................................................................................ 23 3.4.2 Couches (figure 7) ................................................................................... 25 3.4.3 Amas (figure 8) ........................................................................................ 26 4. PRINCIPALES MÉTHODES D’EXPLOITATION EN GISEMENTS PENTÉS ET FILONIENS ...............................................................................................29 4.1 Méthodes anciennes ...................................................................................29 4.2 Méthodes modernes....................................................................................30 4.2.1 Méthodes par taille .................................................................................. 30 4.2.2 Méthodes par fronts étroits...................................................................... 32 4.2.3 Méthodes par chambres ou tranches ...................................................... 33 4.2.3.1 Méthode des chambres ou tranches vides........................................ 34 INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 4 sur 69 4.2.3.2 Méthode des chambres ou tranches foudroyées............................... 38 4.2.3.3 Méthode des chambres ou tranches remblayées.............................. 38 4.2.3.4 Méthode des chambres magasins..................................................... 42 4.2.3.5 Variantes et adaptations de la méthode des chambres magasin ...... 44 5. PARTICULARITÉS DES GISEMENTS PENTÉS OU FILONIENS.................51 5.1 Particularités géologiques ...........................................................................51 5.1.1 Age des terrains....................................................................................... 51 5.1.2 Affleurements .......................................................................................... 51 5.1.3 Epontes et terrain encaissant .................................................................. 52 5.1.4 Filons....................................................................................................... 56 5.1.5 Couches sédimentaires ........................................................................... 56 5.1.6 Amas ....................................................................................................... 56 5.2 Spécifications des travaux...........................................................................57 5.3 Types de désordre observé.........................................................................59 5.4 Fiches « matériau ».....................................................................................60 6. EXEMPLES DE SITES ...................................................................................60 7. CONCLUSION................................................................................................61 8. BIBLIOGRAPHIE ...........................................................................................63 9. LISTE DES ANNEXES ...................................................................................69 INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 5 sur 69 SYNTHÈSE Le travail présenté dans ce rapport est réalisé dans le cadre d’un programme, financé par le Titre V du Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie, dont l’un des thèmes est de développer un outil méthodologique d’évaluation de l’aléa « instabilité des terrains » adapté aux particularités des exploitations pentées et filoniennes pour des besoins spécifiques de l’élaboration des Plans de Prévention des Risques Miniers (besoin d’une méthodologie). Il s’agit de définir des configurations « types » d’exploitations pentées et filoniennes en vue d’analyser l’évolution à long terme de ces sites. On désigne sous la terminologie d’exploitations pentées ou filoniennes : les exploitations en couche (dressants) à plus de 45° de pendage, les exploitations en filon (lentilles ou amas peu épais), et les exploitations en amas épais ou de forme ovoïdique. Cette étude s’articule autour de deux volets : • un volet « bilan des connaissances », dont l’inventaire constitue la première phase. Il vise à rassembler les données caractéristiques principales pour chacun des sites ; • un volet « analyse des informations » qui permettra de définir une typologie d’événements redoutés en fonction des contextes des gisements et des méthodes d’exploitation. Des paramètres discriminants par rapport aux types d’instabilité de terrain pourront être reconnus. L’inventaire et les fiches matériau Le premier volet, l’inventaire, objet du présent rapport, consiste en un recensement le plus exhaustif possible des principaux sites sur lesquels ont été pratiquées des extractions minières dans des gisements à fort pendage ou filonien. Il permet de synthétiser les bases de données existantes et de rassembler les données nécessaires au second volet. Les informations recueillies sont synthétisées dans un tableau de type Excel. Le recensement révèle l’importance et la dissémination des gisements pentés ou filoniens en France. La plupart des régions françaises possèdent des mines ayant exploité, souvent avant le XXème siècle, ces types de gisements à fort pendage : fer, plomb, zinc, aluminium, uranium… Un peu plus de 1000 sites ont été recensés, à ce jour, dans la base de données que nous avons créée. De façon à répondre à notre problématique, notre base de données trie et structure les informations recueillies dans des publications nationales et internationales sur le sujet, dans les données bibliographiques du domaine public (notamment du BRGM), dans les études INERIS, dans les bases de données de GEODERIS (Ouest et Sud), dans les archives accessibles et les retours d’expérience de mouvements de terrain liés aux cavités minières en France. Notre inventaire comprend ainsi, quand les données sont disponibles : les contextes géologique et hydrogéologique, les méthodes d’exploitation et leurs caractéristiques, les caractéristiques mécaniques des terrains, les événements liés à des instabilités de terrain. INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 6 sur 69 Localisation géographique des principaux minerais, pentés ou filoniens, concessibles exploités en France métropolitaine. Les minerais exploités, les plus usuels et les plus répandus sont présentés ci- dessous : Eléments Minerai associé Sites caractéristiques Or (Au) Or natif ou combiné, tellure d’or Gisement de la Montagne Noire – Salsigne (11) Gisement du Bourneix (87) Argent (Ag) Argyrose, argent rouge, argent bromuré ou ioduré Gisement du Bourneix (87) Mine de l’Argentière (07) Cuivre (Cu) Chalcopyrite, chalcosine, cuivre panaché, cuivre gris, produits oxydés Mine de Chessy (69) Plomb (Pb) Galène, cérusite Gisements des Malines (30) Zinc (Zn) Blende, smithsonite, calamine Gisements des Malines (30) Fer (Fe) Pyrite, magnétite, oligiste ou hématite, limonite, sidérose Mines de May-sur-Orne (14), de Soumont (14), de la Ferrière-aux-Etangs (61) Manganèse (Mg) Oxydes, pyrolusite, acerdèse Mine de Chaillac (36) Nickel (Ni) Sulfure et arséniure Thio et Koné (Nouvelle Calédonie) Cobalt (Co) Sulfure et arséniure Thio et Koné (Nouvelle Calédonie) Chrome (Cr) Fer chromé Mine de Tiebaghi (Nouvelle Calédonie) Tungstène (W) Wolfram, scheelite Mine de l’Echassières (03) Etain (Sn) Cassitérite, stannine Gisement de Montebras (23) Antimoine (Sb) Stibine District de Brioude-Massiac (15) Mercure (Hg) Cinabre La Chapelle-en-Juger (50) Aluminium (Al) Bauxite Gisements du Var Uranium (U) Pechblende Zone minière de Crouzille (87) Molybdène (Mo) Molybdénite, wulfénite Mine du Thillot (88) Bismuth (Bi) Bismuth natif, bithmuthinite Gisements du Finistère Arsenic (As) Mispickel, löllingite, réalgar Gisements d’Auvergne à Chaudes-Aigues Soufre (S) Soufre natif et sulfures Gisement près de Manosque (04) Liste des minerais les plus usuels et les plus répandus Charbon Fer Uranium Aluminium Autres métaux INERIS – DRS – 05 – 55102/R01 Page 7 sur 69 Le recensement présenté dans ce document est la première compilation des données sur les sites miniers pentés ou filoniens à l’échelle nationale, il est destiné à être mis à jour régulièrement. En complément de l’inventaire des sites, des fiches synthétiques, au nombre de 27, récapitulent pour chaque matériau, les généralités, le mode de formation, la localisation, la production et l’utilisation du minerai exploité. Géologie La géologie revêt une importance majeure notamment dans les études de type PPRM uploads/Management/ rapport-d-x27-etude-29-07-2005-drs-05-55102-r01.pdf