Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes Zone SNCB - sbgimr

SUIVI GÉOTECHNIQUE ET CONFORTEMENT DES
ANCIENNES CARRIÈRES SOUTERRAINES DE CRAIE
SUIVI GÉOTECHNIQUE ET
Carrières souterraines de la MALOGNE à Cuesmes (MONS)
Zones d’étude
Levé topographique et géotechnique
Suivi hydrogéologique
Essais de pénétration
Mesure des mouvements de fissures au déformètre
Mesure de fissures au fissuro-logger
Phénomènes d’instabilité
Confortement dans la zone SNCB
CONFORTEMENT DES
ANCIENNES CARRIÈRES
Autres carrières
Carrière CBR du Romont à Eben-EmaelEmael
Minières Néolithiques de Spiennes (DGATLP MRW)
Carrières souterraines du Thier de Caster (DGRNE MRW)
SOUTERRAINES DE CRAIE
Perspectives d’avenir
ir Luc FUNCKEN
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 1
Ingénieur civil des mines et hydrologue
Direction de la Géotechnique du M.E.T.

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Zones d’étude de la Direction de la Géotechnique du M.E.T.
Zone noyée avec battement de la nappe
Vaste exploitation par chambres et piliers
Rue de
Frameries
Chemin de
l’Espinette
ZONE SNCB
Route de
Bavay
Zone
cartographiée
Zone non
cartographiée
Ligne 96A Mons-Paris
Limite zone
noyée
Zone MRW
RND
Secteur Ville
de Mons
Zone
cartographiée
à contrôler
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d'étude Les carrières souterraines
de craie 2

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Levé topographique et géotechnique
Secteur « Ville de Mons » et Zone « RND M.R.W. »
Secteur « Ville de Mons »
LEVE TOPOGRAPHIQUE
Plus de 60 Zone jours de travail en souterrain
« RND M.R.W.»
+/- 5850 points levés, soit:
Vue de détail
142 stations fixes
3400 points levés à la station totale
2322 points levés manuellement
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d'étude Les carrières souterraines
de craie 3

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Suivi hydrogéologique et mesures piézométriques
Cascade en aval des
serrements par basses eaux
5 stations de mesures instrumentées avec des sondes
automatiques (pas de temps bi-horaire)
●
Pompage
Mesure de débit A.D.C.P.
IDEA
Piézo Siège de
o
BAVAY (MRW)
ZONE SNCB
Acoustic Doppler Current Profiler
Deux piézomètres installés dans d’anciens Serrements forages.
●
Piézo Ville
Piézo SNCB 3
de Mons
Serrements
Trois stations implantées dans des puits d’accès Piézo SNCB 1au
niveau noyé de l’exploitation souterraine.
Zone MRW
RND
Secteur Ville
de Mons
Piézo SNCB 2
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de craie 4

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Suivi hydrogéologique
Suivi de la piézométrie
IL FAUDRAIT
● Deux stations piézométriques complémentaires de part
et d’autre de la route de Framerie.
●
●
Une station de mesure du débit aux serrements.
Stabiliser le niveau d’eau en aval des serrements en
régulant les pompages de l’IDEA en fonction
du débit mesuré aux serrements.
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de craie 5

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Essais de pénétration
Résistance à la pointe
Résistance au frottement latéral
Essai « zone déconsolidée »
Essai « zone saine »
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de craie 6

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Mesure des mouvements de fissures au déformètre
²
Déformation (mm)
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-0.1
-0.2
-0.3
OUVERTURE
(mm) .
FERMETURE
(mm) .
Fissure traversant un pilier en diabolo dans la zone de battement de la nappe
Fracture entre le toit et un pilier : Mesure du déplacement vertical.
STATIONS DE MESURE
Station double: Mesure MESURES du AU déplacement DROIT DE FISSURES dans deux directions
Fissure verticale sur un pilier massif
J12 : Fracture paroi: Mesure Fissure du vertical
Fracture Toit
Zone
Mesure au des Station
mur déplacements : Mesure Sites
verticaux du déplacement Double
et horizontaux vertical
J19 : Fissure sur pilier: Mesure du déplacement horizontal
J46H : Fracture au Barres mur: Mesure inox du déplacement horizontal
scellées
Barres de
scellement
Plot en acier inox
ZONE SNCB
J13 : Fracture sur paroi: Mesure du déplacement vertical
SNCB 51 46 5
Barre en inox
MONS 46 32 14
MRW
DNF
Mesure du déplacement vertical
Mesure Mesure du de déplacement l’abaissement horizontal
du toit
37 28 9
TOTAL 134 106 28
Fissure
Massif de
craie
Pilier
Vue Vue générale générale
du pilier
Fissure
Entaille dans
la craie
Mesure du déplacement vertical
1993 1994 1995 1996 1997 1998 Mur1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
DATE
Vue détaillée Vue des détaillée
plots métallique
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de craie 7

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes Zone SNCB
Mesure du tassement entre la surface et le mur des galeries
Vue générale du dispositif
de mesure
SURFACE DU SOL
Graphique du tassement
Fibre de carbone
ancrée à 1m de
profondeur
Vue détaillée
0.00
20
Tassement (mm)
-0.05
-0.10
-0.15
-0.20
-0.25
-0.30
-0.35
Débouché du
forage tubé
Fibre de carbone
Lest 5 kg
Forage tubé
Mouvement
Temp Fond
Temp surface (1m prof)
17
14
11
Température (°C)
-0.40
Fissuro logger
8
-0.45
-0.50
CARRIERES
SOUTERRAINES
Piézomètre
Dispositif de mesure entre
l’extrémité de la fibre de carbone
et le mur des galeries
5
-0.55
-0.60
1/10/06 1/12/06 31/01/07 2/04/07 2/06/07 2/08/07 2/10/07 2/12/07 1/02/08
Date
2
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de craie 8

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes Zone SNCB
Mesure du déplacement vertical entre un pilier et le mur
Station de mesures du déplacement
vertical au mur d’une galerie
Vue détaillée
Vue générale
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de craie 9

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes Zone SNCB
Mesure de mouvement de fissure au fissuro-logger
0.10
0.08
0.06
CARRIERES SOUTERRAINES DE LA MALOGNE A CUESMES (MONS)
déplacement
ZONE MRW
vertical
BAVAY
et
Mesures extensométriques
Autres types de
stations de mesures
Ouverture
Fermeture 2
Vue générale
Station de mesures
horizontal
Ouverture
Fermeture 4H
Temp
Vue détaillée
20.0
18.0
16.0
0.04
14.0
Déformation (mm)
0.02
0.00
-0.02
-0.04
12.0
10.0
8.0
6.0
Température (°C)
-0.06
4.0
-0.08
-0.10
Déplacement vertical au
Déplacement horizontal au
0.0
Mouvement toit des fissures liés aux variations thermiques toit
-0.12
1/12/06 31/01/07 2/04/07 2/06/07 2/08/07 2/10/07 2/12/07 1/02/08
Date
2.0
-2.0
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de craie 10

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Zone SNCB
Nivellement topographique de surface
Phénomène de tassement
différentiel entre le nord et le sud
73 points levés
Bornes en crête de talus 19
Puits de descente 8
Clous sur Pont SNCB 4
Pieds de caténaire 24
Nouvelles bornes 18
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de craie 11

R +125.5 05
R +125.5 00
R +125.4 95
R +125.4 90
Carrières souterraines R +125.4 85
de la Malogne à Cuesmes
R +125.4 80
R +125.4 75
R +125.4 70
R +125.4 65
R +125.4 60
R +125.4 55
Zone SNCB
R +125.4 50
Nivellement topographique
Dates
de surface
Carrières
B 6413 B 16413
souterraines
de la Malogne B 413
B 416
R+125.505
R+127.315
à Cuesmes
R+127.310
N iv e a u x ( m )
R+125.500
R+125.495
R+125.490
R+125.485
Zone SNCB
R+125.480
R+125.475
Nivellement
R+125.470
R+125.465
topographique
R+125.460
R+125.455
de surface
R+125.450
Dates
R +113. 084
R +113. 082
R +113. 080
R +113. 078
R +113. 076
R +113. 074
R +113. 072
R +113. 070
R +113. 068
R +113. 066
R +113. 064
R +113. 157
R +113. 155
R +113. 153
R +113. 151
R +113. 149
R +113. 147
R +113. 145
R +113. 143
R +113. 141
R +113. 139
R +113. 137
R+126. 734
R+126. 732
R+126. 730
R+126. 728
R+126. 726
R+126. 724
R+126. 722
R+126. 720
R+126. 718
D a t e s
B 6414 B 16414
D a t e s
B 413
R +113. 080
R +113. 078
R +113. 076
R +113. 074
R +113. 072
R +113. 070
R +113. 068
R +113. 066
R +113. 064
R +113. 062
R +113. 060
R+127.305
R+127.300
R+127.295
R +113. 140
R+127.290
R+127.285
R+127.280
R+127.275
R+127.270
R+127.265
R +113. 138
R +113. 136
R +113. 134
R +113. 132
R +113. 130
R +113. 128
R +113. 126
R +113. 124
R +113. 122
R +113. 120
B 414
R+127.260
R+126. 206
R+126. 204
R+126. 202
R+126. 200
R+126. 198
R+126. 196
R+126. 194
R+126. 192
R+126. 190
R+126. 188
R+126. 186
R +113. 860
R +113. 858
R +113. 856
R +113. 854
R +113. 852
R +113. 850
R +113. 848
R +113. 846
R +113. 844
R +113. 842
R +113. 840
R+113. 862
R+113. 860
R+113. 858
R+113. 856
R+113. 854
R+113. 852
R+113. 850
R+113. 848
R+113. 846
R+113. 844
R+113. 842
R+127. 298
R+127. 296
R+127. 294
R+127. 292
R+127. 290
R+127. 288
R+127. 286
R+127. 284
Dates
D a t e s
B 6415 B 16415
D a t e s
B 6416 B 16416
D a t e s
B 416
B 415
R +113. 834
R +113. 832
R +113. 830
R +113. 828
R +113. 826
R +113. 824
R +113. 822
R +113. 820
R +113. 818
R +113. 816
R +113. 814
R +113. 835
R +113. 833
R +113. 831
R +113. 829
R +113. 827
R +113. 825
R +113. 823
R +113. 821
R +113. 819
R +113. 817
R +113. 815
R+126. 716
R+127. 282
R+126. 714
R+127. 280
R+126. 712
R+126. 710
R+127. 278
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
R+127. 276
D a t e s
d'étude Les carrières souterraines
D a t e s
de craie 12

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Phénomènes d’instabilité
● Débourrage de puits en surface,
Effondrement Décollement Montée de du de fontis Hard-Ground
toit
Fracture Débourrage au toit de avec poche effondrement
Sapement de pilier
►Charriage de sédiments et de Rupture détritus sable de divers la base
►Risque de pollution de Décollement la nappe (captage) du pilier au toit
Vidange d’ancien conduit
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 13

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Phénomènes d’instabilité
Chutes Chutes de sédiments de sédiments « rouges « rouges » et décollement » et décollement de toit
de toit
aggravation aggravation d’un Décollement phénomène d’un phénomène du Hard-Ground
apparu apparu en 2004
en 2004
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d'étude Les carrières souterraines
de craie 14

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Confortement par injection d’une zone instable
Vue du ballast ayant
débourré dans les galeries
Vue après stabilisation par
injection de béton
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 15

Carrières souterraines de la Malogne à Cuesmes
Confortement par injection de béton d’une « chambre » avec montée
de fontis sous les voies
Vue avant travaux 14/01/2000
Injection de béton 16/05/2000
Vue pendant travaux 16/05/2000
SBGIMR 07 mai 2008 Vue Journée après travaux 4/07/2000
d'étude Les carrières souterraines
de craie 16

Carrière CBR du Romont à Eben-EmaelEmael
Etude de stabilité pour un changement de tracé d’une voirie régionale
Coupe type d’une route implantée à la verticale d’une ancienne
exploitation souterraine exploitée par chambres et piliers.
Limon
Injection du ciment
afin de combler les
Déblai
galeries
Route
Surface topographique
Campagne de forages
destructifs, Limon depuis la
surface jusque dans les
galeries, pour l’injection
de ciment
Tuffeau
Déblai puis remblai
Piliers
Angle d’influence = +/-30°
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 17

Minières Néolithiques de Spiennes
(Patrimoine Mondial de l’UNESCO)
Confortement
Confortement au moyen
de +/- 50 étançons
réglables fabriqués sur
mesures
Projet de confortement au
moyen de portiques
épousant la forme du toit
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d'étude Les carrières souterraines
de craie 18

Carrières souterraines du Thier de Caster
(Réserve Naturelle Domaniale M.R.W.)
Report cartographique
Réseau Réseau de Lanaye de Caster
Inférieur
Réseau de Caster
Réseau de Lanaye Supérieur
Réseau de Lanaye Inférieur
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 19

Perspectives d’avenir pour le suivi des
carrières souterraines abandonnées
Problématique des carrières de craie doit être élargie à
toutes Etude approfondie les carrières pour souterraines
LA MALOGNE
Problème législatif à résoudre
– Obtention des autorisation d’accès à toutes les zones (décrets,
ordonnance communale,…)
– Actuellement Fermeture pour propriétaire empêcher du le vandalisme
sol = propriétaire du sous sol
– Autorisation pour se rendre sous les propriétés privées
Fermeture aux entrées RND OU
– Problème de responsabilité des Pouvoirs Publics (Commune) vis à vis de
Fermeture des 3 passages à la rue de l’Espinette (D.P.)
la sécurité sur leur commune
– Création d’un laboratoire souterrain instrumenté
Création
Poursuite d’un des service levés (topographique spécifique et géotechnique) (Régional) + nivellement
pour
l’inspection
Instrumentation des carrières acoustique (émission)
souterraines abandonnées
– Approche
pluridisciplinaire
Instrumentation micro sismique
Mesures de convergence toit / mur
Extensomètre de forage (points multiples et/ou simple)
Mesures des débits, régulation des pompages
Essais de chargement !!! …
Inventaire
Etude des phénomène d’écaillage aux entrées (température)
Levé topographique et géotechnique
………
Classement par critères de risque
Instrumentation suivi,…
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 20

SUIVI GÉOTECHNIQUE ET CONFORTEMENT DES
ANCIENNES CARRIÈRES SOUTERRAINES DE CRAIE
MERCI POUR VOTRE
ATTENTION
SBGIMR 07 mai 2008 Journée
d'étude Les carrières souterraines
de craie 21